(57)【要約】ロープロファイルのＬＩＤＡＲを用いてカバレージを増加させるために、車両周辺または車両内にレーザビームを分配するシステムが開示される。ＬＩＤＡＲは、ＬＩＤＡＲの視野を車両形状に適合させるように動作可能な反射器とレンズの組を含むレーザ分配システムの一部として屋根パネルの下に埋め込むことができる。  一組の埋め込み反射器は、屋根構造内のルーフラインに平行なレーザビームを、ルーフエッジのレンズセットに及びレンズビームセットから案内して、案内されたレーザをＬＩＤＡＲの直接視野を越えて周囲の領域に伝達するように動作することができる  。  また、以前のデータに動的に適合させることによって、または物体または物体のクラスの推定に実質的に不均一な方法で視野を走査することができる、動的に操縦されるレーザレンジファインダがここに記載される。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両一体型レーザ測距システムであって、
車両に配置された光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）であって、前記ＬＩＤＡＲは、
複数のレーザビームを生成するように構成されたレーザと、
前記複数のレーザビームを検出するレーザ検出器と、そして
前記ビームガイドは、前記レーザ検出器とは別体であり、前記ビームガイドは、
前記複数のレーザビームを前記ビームガイド内に導く少なくとも１つの光学素子と、そして複数のレーザビームの対応するビーム方向を変更するための少なくとも１つの光学素子を含む。
【請求項２】
前記ビームガイドは、前記車両のボディパネルの後ろに配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両一体型レーザ測距システム。
【請求項３】
前記ビームガイドは、車両のボディパネルの後ろの前記レーザビームの少なくとも一部を案内するように、前記車両上に配置される、請求項１に記載の車両一体型レーザ測距システム。
【請求項４】
車両一体型レーザ測距システムであって、
車両に配置された光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）であって、前記ＬＩＤＡＲは、
複数のレーザビームを生成するレーザと、
前記複数のレーザビームを検出するレーザ検出器と、そして
車両のボディパネルの下方に配置され、ＬＩＤＡＲからの複数のレーザビームを車両のボディパネルの周囲に案内するビームガイドであって、
光透過領域と、
前記複数のレーザビームを前記光透過領域に反射させ、前記複数のレーザビームを前記ボディパネルの外周に導く対向する２組の反射器と、そして
複数のレーザビームを透過させるレンズとを備えている。
【請求項５】
前記ビームガイドは、前記複数のレーザビームのそれぞれについて、前記ＬＩＤＡＲにおける前記ビームガイドの第１の端部における入力角度範囲内の対応する入力角度を対応する前記レーザビームの対応する対応するものに変換するように構成され、前記レンズにおける前記ビームガイドの第２の端部における出力角度範囲内の出力角度を有する。
【請求項６】
前記レーザ検出器に結合され、前記ビームガイドの構成に基づく伝達関数で構成され、前記ビーム検出器を通過する複数の３次元反射位置を計算する回路をさらに備えた請求項５に記載の車両一体型レーザ測距システム前記複数のレーザビームからの反射を検出することに応答して。
【請求項７】
前記ビームガイドは、入力角度と出力角度との間の関係を変更するように再構成可能であり、前記回路は、前記ビームガイドの再構成に応答して前記伝達関数を再構成するように機能し、それにより、ビームガイドの再構成に応答して車両を越える反射位置を表す複数の３次元座標を生成する。
【請求項８】
車両一体型レーザー測距システムであって、
光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）は、
視野（ＦＯＶ）を有するレーザ検出器であって、前記ＦＯＶは、前記レーザ検出器がレーザ反射を検出することができる１組の方向を含み、
前記ＦＯＶの前記第１の部分内の複数の方向について、前記レーザ検出器が前記車両を超えて前記レーザ反射を直接受け取ることができないように、前記ＬＩＤＡＲが前記車両上に配置され、
車両を超えた複数の反射位置にレーザパルスを送信するレーザと、
前記複数の反射位置から前記レーザパルスに対応するレーザ反射を受信し、各レーザ反射に対して対応する入力方向を変えて前記レーザビームを導くように構成されたビームガイドと、
第１部分のレーザ検出器の方向にレーザ検出器へのレーザ反射を検出する。
【請求項９】
車両に組み込まれたレーザ測距システムであって、
車両上に位置するＬＩＤＡＲと、光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）とを備え、
前記ＬＩＤＡＲは、
視野（ＦＯＶ）を有するレーザ検出器であって、前記ＦＯＶは、前記レーザ検出器がレーザ反射を検出することができる１組の方向を含み、
前記ＬＩＤＡＲは、
前記車両を越えた複数の反射位置が前記レーザ検出器の直接的な視線から遮られるように、前記ＦＯＶの第１の部分が遮られるように前記車両上に配置され、車両を越えて複数の反射位置にレーザパルスを送信するためのレーザと、
前記レーザ・パルスに応答して、前記複数の反射位置から対応する反射方向を有するレーザ反射を受信するように構成されたビーム・ガイドとを備え、
前記ビーム・ガイドは、ビームガイドは、ＦＯＶの第１の部分における入力方向を対応する出力方向に変化させるための少なくとも１つの光学素子を含み、それにより、レーザ反射をレーザ検出器に導き、ＦＯＶ。
【請求項１０】
システムであって、
視野（ＦＯＶ）を有するレーザレンジファインダと、車両に取り付けられたレーザレンジファインダと、
１つまたは複数のビームガイドであって、
レーザレンジファインダから入力方向にレーザビームを受ける第１の端部と、
前記ビームガイドの第２端に位置し、前記入力方向に基づく出力方向で前記車両から前記レーザビームを透過するレンズと、
前記キャビティ内で前記ビームガイドの前記第１の端部から前記第２の端部まで前記レーザビームが移動する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ビームガイドの前記第１および第２の端部は、少なくとも３０センチメートル離れていることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記レーザビームが前記キャビティ内で前記第１の端部から前記第２の端部まで移動した後、前記対象物からの前記レーザビームの反射が、前記キャビティ内を移動する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のビームガイドは、前記１つまたは複数の内部表面のうちの少なくとも１つに取り付けられて前記レーザビームを反射する１つまたは複数の反射器をさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
少なくとも２つのビームガイドをさらに備え、前記少なくとも２つのビームガイドの各ビームガイドは、共通レーザレンジファインダから別個のレーザビームを受け取る、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
レーザレンジファインダの遮られていない視界を増加させる方法であって、
ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて、車両に搭載されたＬＩＤＡＲと、視界を有するＬＩＤＡＲとを入力方向に生成し、
前記ＬＩＤＡＲから分離されたビームガイドとを備え、
前記ビームガイドは、前記車両に取り付けられたレンズを備え、前記ＬＩＤＡＲにおける入力レーザビーム角度の範囲を対応するレンズにおける出力ビーム角度の範囲、
前記出力方向は、前記入力方向に基づいており、前記出力方向は、前記レーザビームを、前記セットから排他的な前記車両の限界を超えた点を通って移動させる視野内の方向を有するレーザビームにより直線的に到達可能な点の数である。
【請求項１６】
前記ビームガイド内の第１および第２の組の反射器の間のギャップに前記レーザビームを導くステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
本体パネルの後ろに位置する非光透過面を提供することをさらに含み、前記非光透過面は、前記ＬＩＤＡＲと前記レンズとの間に前記レーザビームの経路を少なくとも部分的に囲む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
車両の境界を越える点は、ＬＩＤＡＲから直線状に走行するレーザが衝突することができるすべての点の集合から排他的である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
車載レーザ配信システムであって、
視野（ＦＯＶ）内の入力角度でレーザビームを生成するように車両に取り付けられるように構成された光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）と、
ビームガイドは、
車両を越えた領域にレーザビームを透過させるための細長いレンズであって、レンズから出力角度で送信され、出力角度は入力角度に基づいており、
前記ビームガイドは、前記ビームガイドを出るときに、前記レーザビームが前記ＬＩＤＡＲの前記ＦＯＶによって囲まれていない領域を通過するように、前記レーザビームの方向を変更する。
【請求項２０】
車載用レーザ分配システムであって、
視野（ＦＯＶ）内の入力角度でレーザビームを生成するように車両に取り付けられるように構成され、前記レーザビームからの反射を検出するレーザ検出器を備える光検出測距システム（ＬＩＤＡＲ）と、
ビームガイドは、
車両を越えた領域にレーザビームを透過させるための細長いレンズであって、レンズから出力角度で送信され、出力角度は入力角度に基づいており、
前記ビームガイドは、前記ビームガイドを出るときに、前記レーザビームが前記ＬＩＤＡＲの前記ＦＯＶによって囲まれていない領域を通過するように、前記レーザビームの方向を変更する。
【請求項２１】
前記ＬＩＤＡＲは、前記ＬＩＤＡＲの前記ＦＯＶによって包含されない領域内の３次元反射位置を計算するように構成された回路を備え、
伝達関数は、車両のアスペクトを示す車両データに少なくとも部分的に基づいており、入力角度と出力角度との間の関係に少なくとも部分的に基づいている。
【請求項２２】
前記回路は、前記ＬＩＤＡＲの前記ＦＯＶによって包含されない領域内の３次元反射位置を計算するための伝達関数で構成され、前記伝達関数は、
前記伝達関数は、前記ビームガイドの構成を示すデータに少なくとも部分的に基づいて選択される。
【請求項２３】
レーザレンジファインダであって、
一組のレーザステアリングパラメータを受信し、一組のレーザステアリングパラメータに基づく方向にレーザビームを生成するように構成された操縦可能なレーザ送信機と、
前記レーザ光の反射光を受光するレーザ検出器と、そして
前記電子制御可能セグメントの少なくとも１つは、前記１組のレーザステアリングパラメータからの少なくとも１つのレーザステアリングパラメータに基づいて電子制御される、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
レーザレンジファインダであって、
１組のレーザステアリングパラメータを用いて構成され、１組のレーザステアリングパラメータに基づいて１組のレーザパルスをセットオフ方向に生成するように構成された操縦可能なレーザトランスミッタと、
１組のレーザパルスからレーザ反射を受信するように構成されたレーザ検出器と、そして前記電子制御可能セグメントの少なくとも１つは、前記１組のレーザステアリングパラメータからの少なくとも１つのレーザステアリングパラメータに基づいて電子制御される請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
レーザレンジファインダであって、
レーザステアリングパラメータのセットを受け取り、レーザステアリングパラメータのセットに基づく方向にレーザビームを生成するための操縦可能なレーザトランスミッタと、
前記レーザ光の反射光を受光するレーザ検出器と、
前記レーザ検出器の前に配置され、一組の電子的に制御可能なセグメントを含む空間光変調器と、
電子的に制御可能なセグメントの第１の非ゼロサブセットが、光がレーザ検出器に到達するのをブロックし、電子的に制御可能なセグメントの第２の非ゼロのサブセットが光をレーザ検出器に送信し、
第１および第２のサブセットは電子的に制御可能なアパーチャを形成し、アパーチャの位置はレーザステアリングパラメータのセットからの少なくとも１つのレーザステアリグパラメータに少なくとも部分的に基づいている。
【請求項２６】
電子的に制御可能なアパーチャを有するレーザ検出器であって、
視野を有する光レーザー検出器と、そして
電子的に制御可能な透過性を有する複数のセグメントを含む空間光変調器であって、反射レーザビームの視野内の位置を示すデータを受信すると、前記空間光変調器は、前記複数のセグメントの非ゼロのサブセットを電子的に制御する視野の第１の部分から光を遮断し、それにより視野の第２の部分を通って光を透過させ、第２の部分はその位置を含む。
【請求項２７】
電子的に制御可能なアパーチャを有するレーザ検出器であって、
視野を有する光レーザー検出器と、そして
視野内の反射位置を示すデータを受信すると、空間光変調器は、複数のセグメントの非ゼロのサブセットを電子的に制御して、光の形態をブロックするように電子的に制御可能な透明性を有する複数のセグメントを含む空間光変調器視野の第１の部分を有し、それによって視野の第２の部分を通って光を透過し、第２の部分は反射位置を含む。
【請求項２８】
電子的に制御可能なアパーチャを有するレーザ検出器であって、
視野を有する光レーザー検出器と、
電子的に制御可能な透明性を有する複数のセグメントと、そして
反射レーザビームの視野内の位置を示すデータを受信するアパーチャポジショナであって、前記アパーチャポジショナは、前記複数のセグメントの非ゼロサブセットを制御して前記視野の第１の部分から光をブロックし、光が透過する視野の第２の部分を提供し、第２の部分はその位置を含む。
【請求項２９】
方法であって、
動的操縦能力を有する操縦可能レーザの視野内の環境の１つ以上の態様を示すセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータに基づいて物体の少なくとも一部分の位置を推定するステップと、
前記物体の前記少なくとも一部分の前記推定された位置に基づいて前記操縦可能レーザのためのキープアウト領域を決定するステップと、
前記キープアウト領域に基づいて一組の命令を生成するステップと、そして
命令セットを用いて操縦可能なレーザを操縦する。
【請求項３０】
方法であって、
動的操縦能力を有する操縦可能レーザの視野内の環境の１つ以上の態様を示すセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータに基づいて物体の少なくとも一部分の位置を推定するステップと、
前記オブジェクトの前記少なくとも１つの部分の前記位置に少なくとも部分的に基づいて命令セットを生成することと、そして
オブジェクトの少なくとも一部分を包含するキープアウト領域を回避する視野内の方向を有するレーザパルスのセットを生成するために、命令セットを使用して操縦可能なレーザを操縦する。
【請求項３１】
コンピュータにより実施される方法であって、
動的操縦能力を有する操縦可能なレーザアセンブリの視野内の環境の１つ以上の態様を示すセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータに基づいて人の位置を推定するステップと、
前記人の推定位置に基づいて前記操縦可能なレーザアセンブリのキープアウト領域を生成するステップと、そして
キープアウト領域に基づく命令セットを使用して操縦可能なレーザを操縦するステップとを含む。
【請求項３２】
前記１組の命令を使用して前記操縦可能なレーザを操縦することは、前記操縦可能なレーザを動的に操縦することを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記１組の命令を使用して前記操縦可能なレーザを操縦することは、操縦可能なレーザを動的に操向して少なくとも１つの方向の逆転を実行することを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記１組の命令を用いて前記操縦可能なレーザを操縦することは、前記操縦可能なレーザが２次元のレーザビームの角速度を変化させ、それにより前記レーザビームを前記キープアウト領域の周りに導くことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記命令セットを使用して前記操縦可能なレーザを操縦することは、操縦可能なレーザの角速度を２次元で変化させ、それにより前記操縦可能なレーザを前記キープアウト領域の周りに導く、請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
コンピュータによって実施される方法であって、
動的操縦能力を有する操縦可能なレーザアセンブリの視野内の環境の１つ以上の態様を示すセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータに基づいて物体の位置を推定するステップと、
前記視野内の物体の位置を識別するように前記センサデータを処理し、前記操縦可能なレーザアセンブリでレーザパルスを生成することを回避するように機能する、前記物体の位置に少なくとも部分的に基づいてレーザ操縦パラメータのセットを生成するステップと、キープアウト領域内で；そして
キープアウト領域を回避する視野内の方向を有するレーザパルスのセットを生成するために、操縦可能なレーザを操縦パラメータのセットを用いて操縦する。
【請求項３７】
前記処理が前記物体の分類を決定し、前記レーザ操舵パラメータの前記組が、前記物体の位置および前記物体の分類に少なくとも部分的に基づいている、請求項３６に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項３８】
前記一組のレーザステアリングパラメータは、前記キープアウト領域の形状を規定するように機能し、前記キープアウト領域の形状は、前記対象の前記分類に少なくとも部分的に基づいている、請求項３６に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項３９】
前記１組のレーザステアリングパラメータは、前記キープアウト領域のサイズを定義するように機能し、前記キープアウト領域のサイズは、前記対象の分類に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項３８に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項４０】
前記処理は、前記視野内の前記対象物までの距離を決定し、前記レーザ操縦パラメータの前記セットは、前記対象物までの距離に少なくとも部分的に基づいている、請求項３６に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項４１】
請求項３６に記載のコンピュータにより実施される方法であって、
視界内の物体までの距離を決定するためにセンサデータを処理するステップと、前記対象物までの距離に少なくとも部分的に基づいて、前記対象物までの距離に少なくとも部分的に基づいて前記レーザ操舵パラメータのセットを生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
方法であって、
レーザを有するレーザレンジファインダの局所環境の１つまたは複数の態様を示すセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータに基づいて一組のレーザステアリングパラメータを取得するステップと、
視野内の一連の方向にレーザパルスのセットを生成するために、レーザステアリングパラメータのセットに従ってレーザを動的に操縦するステップと、そして
レーザレンジファインダを用いて、レーザパルスのセットからの反射光の１つ以上の態様を測定し、それにより反射データを生成する。
【請求項４３】
前記１組のレーザパルスは、前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて、視野内の不均一な間隔の分布を有する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記動的ステアリングは、前記一連の方向を２次元の角度範囲にすることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
レーザステアリングパラメータは、方向のシーケンスに少なくとも１つの方向反転を含むようにさせる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記レーザステアリングパラメータは、前記一連の方向により前記センサデータによって示される物体の境界を描写することを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
前記方法は、第１の車両において実行され、前記センサデータが、第２の車両から前記第１の車両に送信される無線車間通信信号を処理することによって取得される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４８】
前記レーザは、固体状態の電気的に操縦可能なレーザである、請求項４２に記載の方法。
【請求項４９】
請求項４２に記載の方法であって、
前記センサデータに少なくとも部分的に基づいて前記レーザレンジファインダの前記局所環境内の物体の分類を取得するステップと、
レーザステアリングパラメータは、少なくとも部分的には、
オブジェクト。
【請求項５０】
請求項４２に記載の方法であって、
前記センサデータは、前記レーザレンジファインダのローカルローカル環境内のオブジェクトの分類を含み、
レーザステアパラメータは、レーザを動的に操縦してスキャンするように機能する
視野内の領域、
領域はオブジェクトの分類に基づいて複雑な形状を有する。
【請求項５１】
前記センサデータに基づいて前記視野内の物体を識別するステップと、
識別された物体に基づいてレーザステアリングパラメータを生成するステップとを含む。
【請求項５２】
前記１つ以上の第２のレーザパルスは、不均一なレーザポイント分布を生成し、前記１つ以上の第２のレーザパルスの前記外周囲は、前記視野の複雑な形状の領域を形成する、請求項４２に記載の方法。
【請求項５３】
請求項４２に記載の方法であって、
オブジェクトの境界、オブジェクトの特徴的な特徴、および前記センサの少なくとも一部に少なくとも部分的に基づいて特徴を識別するステップと、
識別された特徴に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータを生成するステップとを含む。
【請求項５４】
前記視野の少なくとも一部の走査を完了するための目標時間を取得するステップと、
センサデータと目標時間とを用いてレーザステアリングパラメータのセットを生成するステップとを含む。
【請求項５５】
前記１組のレーザステアリングパラメータに従って前記レーザを動的に操縦することは、前記ターゲット時間内の前記視野内の前記一連の方向の前記レーザパルスのセットを生成する、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記ローカル環境内の複数のオブジェクトを識別するために前記センサデータを処理するステップをさらに含み、
複数の識別されたオブジェクトのそれぞれに１つ以上の重みを割り当て、レーザステアリングパラメータのセットは、複数のオブジェクトの少なくとも１つに割り当てられた重みの少なくとも１つに少なくとも部分的に基づいている。
【請求項５７】
前記ローカル環境内の複数のオブジェクトを識別するために前記センサデータを処理するステップをさらに含み、
複数の識別されたオブジェクトのそれぞれに１つ以上の重みを割り当てることは、
前記複数の物体からの第１の物体に対応する第１の重みに少なくとも部分的に基づいて前記レーザ操舵パラメータの組を生成するステップと、
前記第１の重みは、前記第１の重みが、前記複数のオブジェクト内の第２のオブジェクトに対応する第２の重みに少なくとも部分的に基づいているような相対重み付けである、請求項１に記載の方法。
【請求項５８】
方法であって、
１つ以上の操縦可能なレーザを有するレーザレンジファインダで、視野内の第１の組の方向に第１の組のレーザパルスを発生させ、
レーザレンジファインダを用いて、第１の組のレーザパルスからの反射光の１つ以上の態様を測定し、それによって第１のデータを生成するステップと、
第１のデータに少なくとも部分的に基づいて１組のレーザステアリングパラメータを生成するステップと、
視野内の１つまたは複数の第２の位置で１つまたは複数の第２のレーザパルスを生成するステップと、前記１つまたは複数の第２のレーザパルスを生成するステップと、
第２のデータを生成するために、１つ以上の第２のレーザパルスからの反射光の１つ以上の態様を測定することとを含む。
【請求項５９】
請求項５８に記載の方法であって、
視野内の物体の境界位置を第１のデータに基づいて推定するステップと、
前記物体の前記推定された境界位置に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを生成するステップとを含む方法。
【請求項６０】
請求項５８に記載の方法であって、
視界内の第１のオブジェクトの境界領域を識別するために第１のデータのセットを処理するステップであって、境界領域は第１のオブジェクトの境界の少なくとも一部を包含し、
前記レーザステアリングパラメータは、前記視野内の平均レーザパルス密度よりも大きなレーザパルス密度で前記境界領域の少なくとも一部を走査するように前記操縦可能なレーザを構成する。
【請求項６１】
前記レーザステアリングパラメータは、前記１つ以上の操縦可能なレーザに、前記視野内の不均一な方向間隔を有する前記レーザパルスの前記第２のセットを生成させる、請求項５８に記載の方法。
【請求項６２】
請求項５８に記載の方法であって、
視野内の物体を識別し、
前記操縦パラメータに少なくとも部分的に基づいて前記操縦可能なレーザを動的に操舵すると、前記生成された１つ以上の第２レーザパルスの少なくとも一部が、前記領域内の境界領域の周辺を画定するように、オブジェクトの境界の少なくとも一部を包含するビュー。
【請求項６３】
請求項５８に記載の方法であって、
視野内の物体の境界の少なくとも一部を描写する高密度スキャン領域を１つ以上の第２のレーザパルスで生成するステップと、第１のレーザパルスセットの密度よりも大きなレーザパルス密度を含む高密度スキャン領域とを生成するステップ。
【請求項６４】
前記レーザステアリングパラメータの組は、少なくとも１つの経路を含み、前記少なくとも１つの経路は、前記第１のデータに少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項５８に記載の方法。
【請求項６５】
前記１組のレーザステアリングパラメータは、少なくとも１つのレーザスポットサイズを含み、前記少なくとも１つのスポットサイズは、前記第１のデータに少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項５８に記載の方法。
【請求項６６】
前記１組のレーザステアリングパラメータは、少なくとも１つのレーザパルス間隔を含み、
【請求項６７】
以下を含む方法：
操縦可能なレーザを有するレーザ距離計を用いて、第１の一連の方向に第１の組のレーザパルスを発生させるステップと、
第１の組のレーザパルスからの反射光の１つ以上の態様を測定して第１のデータを生成するステップと、
第１のデータに少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを取得するステップと、
パルスレーザビームを動的に操縦し、それによって第２の一連の方向に第２のレーザパルスを生成するように、前記１組のレーザステアリングパラメータに従って前記操縦可能なレーザを構成するステップと、そして
１つ以上の第２のレーザパルスから反射された光の１つ以上の態様を測定し、それによって第２のデータを生成するステップとを含む。
【請求項６８】
前記第１の組のレーザパルスにおける連続するレーザパルスは、第１の平均角度間隔を有し、前記第２の組のレーザパルスにおける連続するレーザパルスは、第２の平均角度間隔を有し、第１のレーザステアリングパラメータは、第２の平均角度間隔を第１の平均角度間隔より小さくするように機能する。
【請求項６９】
前記ステアリングパラメータは、少なくとも１つの領域を含み、前記少なくとも１つの領域は、前記第１のデータに少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項６７に記載の方法。
【請求項７０】
前記方法は、前記ＦＯＶの単一走査の過程で実行される、請求項６７に記載の方法。
【請求項７１】
請求項６７に記載の方法であって、
前記第１のデータに基づいてオブジェクトのオブジェクト分類を生成し、前記オブジェクト分類に少なくとも部分的に基づいて前記レーザステアリングパラメータを生成するステップと、を含む方法。
【請求項７２】
前記１組のレーザステアリングパラメータにおける少なくとも１つのレーザステアリングパラメータが、前記視野内の局在領域を規定し、前記１組のレーザステアリングパラメータ内の少なくとも１つの他のレーザステアリングパラメータが操舵に適用される、請求項６７に記載の方法。電子制御されたレーザ。
【請求項７３】
前記１組のレーザステアリングパラメータ内の少なくとも１つのレーザステアリングパラメータは、前記１組のレーザステアリングパラメータ内の少なくとも１つの他のレーザステアリングパラメータについて視野内の基準位置を画定する、請求項６７に記載の方法。
【請求項７４】
方法であって、
レーザを有するレーザレンジファインダの局所環境の１つまたは複数の態様を示すセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータに基づいて一組のレーザステアリングパラメータを計算するステップと、
視野内の一連の方向にレーザパルスのセットを生成するために、レーザステアリングパラメータのセットに従ってレーザを操縦するステップと、そして
レーザレンジファインダを用いて、レーザパルスのセットからの反射光の１つ以上の態様を測定し、それにより反射データを生成する。
【請求項７５】
コンピュータにより実施される方法であって、
操縦可能なレーザアセンブリを含む装置のためのレーザステアリングパラメータのセットを生成するステップと、
反復的に以下のステップを実行する：
レーザステアリングの組に従って操縦可能なレーザアセンブリを構成するステップ
視野内の１つ以上の第１の位置で１つ以上のレーザパルスを生成するためのパラメータであって、前記１つ以上の第１の位置は、少なくとも部分的に前記レーザステアリングパラメータに基づいており、
前記１つ以上の第１の点位置における前記１つ以上のレーザパルスからの反射光の１つ以上の態様を測定し、それにより第１のデータを生成するステップと、
第１のデータに少なくとも部分的に基づいてステアリングパラメータの組を精緻化するステップとを含む。
【請求項７６】
レーザレンジファインダの視野内の物体の境界を漸進的に定位させる方法であって、
視野内にレーザパルスの第１のセットを生成するために、レーザステアリングパラメータのセットに従って、レーザレンジファインダ内の操縦可能なレーザを動的に操縦すること
第１の組のレーザパルスからの反射をレーザレンジファインダで測定することによって第１の組の反射データを生成するステップとを含む。
前記視界内のオブジェクトの境界を包含するように機能する境界領域を決定するために、前記第１の反射データセットを処理するステップと、
境界領域に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを修正するステップと、
視野内の第２の組のレーザパルスを生成するために、変更された組のレーザ操縦パラメータに従ってレーザレンジファインダ内の操縦可能なレーザを動的に操縦するステップと、
前記レーザレンジファインダを用いて、前記第２の組のレーザパルスからの反射を測定することによって反射データの第２のセットを生成するステップと、そして
第２の反射データセットの処理に少なくとも部分的に基づいて、視野内のオブジェクトの境界を包含するように機能する修正された境界領域を生成するステップとを含む。
【請求項７７】
請求項７６に記載の方法であって、
第２の反射データセットに少なくとも部分的に基づいて、視野内のオブジェクトの境界を推定するステップとを含む。
【請求項７８】
前記第１の組のレーザパルスは、前記視野内の高密度スキャン領域内に形成され、前記高密度スキャン領域は、前記視野内の平均レーザパルス密度よりも高いレーザパルス密度を有する、請求項７６に記載の方法。
【請求項７９】
前記第１の組のレーザパルスは、前記視野内に高密度スキャン領域を形成し、
前記反射データの前記第１のセットを処理する際に、前記境界領域が前記高密度走査領域内にあることを特徴とする方法。
【請求項８０】
レーザレンジファインダの視野内の物体の境界を次第に定位させる方法であって、
反復的に以下のステップを実行する：
視野の高密度スキャン領域内にレーザパルスのセットを生成するために、レーザステアリングパラメータのセットに従って、レーザレンジファインダ内の操縦可能なレーザを動的に操縦すること
前記レーザパルスセットからの前記レーザレンジファインダ反射による測定によって反射データを生成するステップと、
視野内の物体の境界を包含するように機能する境界領域を生成するために前記反射データを処理し、前記境界領域は前記密集走査領域よりも小さく包囲され、
境界領域に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを変更するステップとを含む方法。
【請求項８１】
前記視野内の前記物体の前記境界を推定することをさらに含む、請求項８０に記載の方法。
【請求項８２】
方法であって、
視界からのセンサデータに基づいてオブジェクト分類を生成するステップと、
前記物体分類に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを生成するステップと、そして
レーザ・ステアリング・パラメータのセットを使用して、レーザ・レンジ・ファインダ内の操縦可能なレーザを構成して、レーザ・ビームを動的に操縦し、それによって、視野内の第１の組の位置にレーザ・パルスの第１セットを生成する。
【請求項８３】
方法であって、
視界からのセンサデータに基づいてオブジェクト分類を生成するステップと、
前記オブジェクト分類に基づいて１組のステアリングパラメータを生成するステップと、そして
ステアリングパラメータに基づいて電子操縦レーザを操縦し、それにより、視野内の第１の組の位置にレーザパルスの第１のセットを生成するステップとを含む。
【請求項８４】
方法であって、
レーザを有するレーザレンジファインダの局所環境の１つまたは複数の態様を示すセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータを処理してオブジェクト分類を生成するステップと、
前記物体分類に少なくとも部分的に基づいて１組のレーザステアリングパラメータを生成するステップと、
視野内の一連の方向にレーザパルスのセットを生成するために、レーザステアリングパラメータのセットに従ってレーザを動的に操縦するステップと、そして
レーザレンジファインダを用いて、レーザパルスのセットからの反射光の１つ以上の態様を測定し、それにより反射データを生成するステップとを含む。
【請求項８５】
請求項４３に記載の方法であって、
前記センサデータを処理して、前記オブジェクトに対応するオブジェクト位置を生成するステップ
分類と
対象物に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを生成するステップ
オブジェクトの位置に少なくとも部分的に基づいている。
【請求項８６】
請求項８５に記載の方法であって、
分類テストを取得し、
反射データに分類テストを適用して、分類データが反射データによって満たされているかどうかの判定を生成し、
分類データが反射データによって満たされているかどうかの判定に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータを修正するステップとを含む。
【請求項８７】
コンピュータによって実施される方法であって、
それぞれ対応する方向の複数のレーザパルスを送信するステップと、
前記複数のレーザパルスのそれぞれについて、対応する飛行時間（ＴＯＦ）を検出するステップと、
前記複数のレーザパルスのうちの第２のレーザパルスが第１の角度範囲内の最近隣であり、かつ前記第１のレーザパルスに対応する第１のＴＯＦと第２のレーザパルスに対応する第２のＴＯＦとが、第２のレーザパルスに対応する第２のレーザパルスは、ＴＯＦ閾値よりも大きな差を有する。そして
第１または第２のレーザパルスに対応する方向に少なくとも部分的に基づいて第３の方向の第３のレーザパルスを生成するようにレーザを操縦し、第３のレーザパルスが第１のレーザパルスの第１の角度範囲。
【請求項８８】
請求項８７に記載の方法であって、レーザのセットを生成するステップ
第１のレーザパルスに対応する方向に基づくステアリングパラメータと、
レーザステアリングパラメータのセットに従って第３のレーザパルスを生成するようにレーザを動的に操縦する。
【請求項８９】
飛行時間（ＴＯＦ）境界を局在化しながらある範囲の配向のレーザ走査を行う方法であって、
各方向を含む一連のレーザパルスを放射しながら、方向の範囲内で光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）装置を操縦するステップと、
ＬＩＤＡＲデバイスで、レーザパルスのシーケンスに対応する１組の反射を受信し、対応するＴＯＦのレーザパルスのシーケンスの各々について計算するステップと、
レーザースキャンの間に１回または複数回、対応するＴＯＦがＴＯＦ閾値より大きい差を有する最近傍である一対のレーザーパルスを特定するステップと、
一対のレーザパルス中の少なくとも１つのレーザパルスの方向に基づいて新しい方向のレーザパルスのシーケンス内に新しいレーザパルスを発生させるようにＬＩＤＡＲ装置を操縦し、その発生の際に一対のパルスが最近接；そして
レーザ測距走査の完了時に、対応するＴＯＦがＴＯＦ閾値より大きい差を有する最近傍であるレーザパルスのシーケンスにおけるレーザパルスの全ての対が最小値よりも小さい方向の差を有するようにレーザ測距走査を完了する分離。
【請求項９０】
前記新しいレーザパルスの生成時に、前記レーザパルス対はもはや最近接特性を有さない、請求項８９に記載の方法。
【請求項９１】
請求項８９に記載の方法であって、前記レーザ走査の完了は、最も近い近傍であって閾値より大きいＴＯＦ差を有するレーザパルスの各対が、閾値距離未満の距離だけ分離される方法。
【請求項９２】
コンピュータによって実施される方法であって、
複数のレーザパルスのそれぞれについて、対応する飛行時間（ＴＯＦ）および対応する方向を検出するステップと、
反復的に以下のステップを実行する：
第１のレーザパルスを識別するステップと、第２のレーザパルスが
第２のレーザパルスに対応する第１のＴＯＦおよびＴＯＦに対応するＴＯＦがＴＯＦ閾値よりも大きな差を有するように、そして
新しい方向の新しいレーザパルスを生成するようにレーザを操縦するステップとを含み、新しい方向は、第１および第２の方向の少なくとも１つに少なくとも部分的に基づいており、生成時に新しいレーザパルスが第１のレーザ第１の角度範囲内のパルスである。
【請求項９３】
コンピュータによって実施される方法であって、
対応する飛行時間（ＴＯＦ）および対応する方向を、複数のレーザパルスのそれぞれについて検出するステップと、
反復的に以下のステップを実行する：
対応する方向に基づいて最近傍である複数のレーザパルスの対を特定し、対応するＴＯＦがＴＯＦ閾値より大きな差を有するようにするステップと、
前記複数のレーザパルスの対の中の少なくとも１つのレーザパルスの方向に基づく方向でレーザを操縦して新たなレーザパルスを発生させるステップと、
対応するＴＯＦを新しいレーザパルスについて測定するステップと、そして
新しいレーザパルスを複数のレーザパルスに加える。
【請求項９４】
請求項９３に記載の方法であって、前記新しいレーザパルスの生成時に、前記レーザパルス対はもはや最近接特性を有さない、方法。
【請求項９５】
請求項９３に記載の方法であって、前記方法は、最近接であり且つ閾値より大きいＴＯＦ差を有するレーザパルスの各対を、閾値距離未満の距離だけ分離する方法。
【請求項９６】
以下を含む方法：
処理に応答して、光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）を用いて、視野内の第１の探索領域の走査からの複数のレーザ反射が、視野内の飛行時間境界の一部の推定境界位置を決定する。最初の探索領域。
推定された境界位置に従って、ＬＩＤＡＲ内の操縦可能なレーザを操縦してレーザパルスのセットで第２の探索領域を走査するステップと、
処理レーザ反射がレーザパルスの組を形成して、飛行時間境界の部分が第２の探索領域に存在するかどうかを決定する。
【請求項９７】
前記第２の探索領域は、前記第１の探索領域から排他的である、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
以下を含む方法：
視野内の第１の探索領域である光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）を用いて走査するステップと、
前記第１の探索領域内の飛行時間（ＴＯＦ）境界の第１の部分を包含する第１の探索領域内の位置の第１のセットを識別するステップと、
第１の探索領域の外側にあるＴＯＦ境界の第２の部分の推定境界位置を推定するステップと、
視野内の第２の探索領域内の方向を有するレーザパルスのセットを生成するために、推定された境界位置に少なくとも部分的に基づいて、ＬＩＤＡＲ内の操縦可能なレーザを動的に操縦するステップと、そして
処理レーザ反射がレーザパルスの組を形成して、飛行時間境界の少なくともいくつかが第２の探索領域に存在するかどうかを決定する。
【請求項９９】
方法であって、
（ＬＩＤＡＲ）を用いて、視野内の第１探索領域のスキャンからのレーザ反射を処理し、第１探索領域外の飛行時間境界の第１部分の推定境界位置を決定する；
飛行時間境界の第１の部分の推定された境界位置に従って、ＬＩＤＡＲ内の操縦可能なレーザを動的に操縦して第１の組のレーザパルスで第２の探索領域を走査するステップと、そして
飛行時間境界の第１の部分が第２の探索領域に存在するかどうかを判定するために、第１のレーザパルスセットを形成する少なくともいくつかのレーザ反射を使用して境界検出基準を評価する。
【請求項１００】
操縦可能なレーザを操縦するステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法
境界検出基準が、レーザ反射の少なくとも一部によって満たされているかどうかに応じて、第１の組のレーザパルスを形成する。
【請求項１０１】
前記操縦可能なレーザを操縦するステップをさらに含む、請求項９９に記載の方法
飛行時間境界の部分が第２の探索領域内に存在するかどうかの判定に基づいて決定される。
【請求項１０２】
請求項９９に記載の方法であって、
それに応答して、戦闘境界の時間の第１の部分が
第２の探索領域外の飛行時間境界の第２の部分の推定境界位置を決定するステップと、そして
飛行時間境界の第２の部分の推定された境界位置に従って、第２の組のレーザパルスで第３の探索領域を走査するために、ＬＩＤＡＲの操縦可能なレーザを操縦する。
【請求項１０３】
方法であって、
視野内のテスト位置のセットからのレーザ反射の１つまたは複数の態様を示す１組のテストデータの少なくとも一部を使用して評価される１組のテストを取得するステップと、
１つ以上のテストレーザパルスを生成するステップと、
１つ以上のレーザパルスからのレーザ反射の１つまたは複数の態様を測定することによって試験データのセットを生成するステップと、
前記一組の試験データの少なくとも一部を使用して前記一組の試験のそれぞれを評価することに少なくとも部分的に基づいて、レーザ操縦パラメータの走査セットを生成するステップと、そして
操縦可能なレーザアセンブリを用いて、レーザステアリングパラメータのスキャンセットに基づいて少なくとも１つのレーザビームを操縦し、それによって、視野内のスキャン位置のセットでレーザパルスのスキャンセットを生成する。
【請求項１０４】
前記レーザステアリングパラメータのスキャンセットは、前記少なくとも１つのレーザビームを操縦するように前記操縦可能レーザアセンブリに指示するように機能する、請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
前記レーザステアリングパラメータのスキャンセットは、前記少なくとも１つのレーザビームを操縦するように前記操縦可能なレーザアセンブリを動的に構成するように機能する、請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０６】
請求項１０３に記載の方法であって、前記レーザステアリングパラメータのスキャンセットは、操縦可能なレーザアセンブリを構成して、少なくとも１つのレーザビームを動的に操縦して、走査位置の組における不均一なレーザパルス密度の１つ以上の領域を生成する。
【請求項１０７】
方法であって、
第１組のレーザステアリングパラメータに従って、視野内の１つ以上のレーザビームを操縦可能なレーザアセンブリで操縦し、それにより、テスト位置のセットからテストデータを生成するステップであって、前記テストデータは、または１組の試験位置からの反射レーザパルス（レーザ反射）のより多くの態様、
ルールセットに従って前記テストデータを処理し、それによって第２の組のレーザステアリングパラメータを生成するステップと、そして
第２の組のレーザ操縦パラメータに少なくとも部分的に基づいて、操縦可能なレーザアセンブリによって少なくとも１つのレーザビームを動的に操縦し、それによりレーザパルスの走査セットを生成するステップとを含み、少なくとも部分的にテストデータに基づいて、視野の少なくとも１つの他の領域よりも高い密度のレーザパルスを有する視野を提供する。
【請求項１０８】
請求項１０７に記載の方法であって、
第１の組のステアリングパラメータを生成するように第１のデータを処理し、第１の組のレーザステアリングパラメータが１つ以上の関心対象の位置を表すテストセットを生成するように第１の組のレーザステアリングパラメータを生成するように機能するＦＯＶで
【請求項１０９】
請求項１０７に記載の方法であって、前記方法は、単一スキャン
視野の走査の第１の部分における第１の組のレーザ操縦パラメータに従って１つ以上のレーザビームを操縦可能なレーザアセンブリで動的に操舵し、その後操縦可能なもので動的に操舵する生成された第２の組のレーザステアリングパラメータに従って、視野のスキャンの第２の部分に１つ以上のレーザビームをレーザアセンブリする。
【請求項１１０】
請求項１０７に記載の方法であって、
ａ。第１の領域からのレーザ反射を処理し、それによって第１の組のレーザステアリングパラメータを更新するステップと、
ｂ。更新された第１の組のレーザ操縦パラメータに従って、操縦可能なレーザアセンブリで１つまたは複数のレーザビームを動的に操縦し、それにより更新されたテスト位置のセットでレーザ測距を行う。
【請求項１１１】
請求項１０７に記載の方法であって、前記第１の組のレーザステアリングパラメータは、
操縦可能なレーザの物理的位置に少なくとも部分的に依存する。
【請求項１１２】
前記第１の組のレーザステアリングパラメータは、
視野内のオブジェクトの分類に少なくとも部分的に基づいている。
【請求項１１３】
請求項１０７に記載の方法であって、前記ルールの組のうちの少なくとも１つのルールは、少なくとも
視野内のオブジェクトの分類に関わる部分。
【請求項１１４】
方法であって、
視野内のテスト位置のセットからのレーザ反射の１つまたは複数の態様を示す１組のテストデータの少なくとも一部に基づいて評価されるように動作可能な基準であるテストベクトルのセットを取得するステップと、
操縦可能なレーザアセンブリを用いて、視野内のテスト位置のセットにおいてレーザパルスのテストセットを生成するステップと、
レーザ反射の１つまたは複数の態様を測定して、レーザパルスのテストセットを形成し、それによってテストデータのセットを生成するステップと、
テスト・セットのセットの少なくとも一部に基づいてテスト・ベクトルのセット内の各テスト・ベクトルを評価し、それによって少なくとも１組のテスト結果を生成するステップと、
前記１組のテスト結果に基づいてレーザステアリングパラメータのスキャンセットを生成するステップと、
操縦可能なレーザアセンブリを用いて、レーザステアリングパラメータのスキャンセットに基づいて少なくとも１つのレーザビームを動的に操舵し、それにより、視野内のスキャン位置のセットでレーザパルスのスキャンセットを生成する。
【請求項１１５】
前記レーザパルスの前記テストセットを生成する前に、
視野内の１つまたは複数のフィーチャを示すデータを取得するステップと、
テストベクトルのセットは、１つまたは複数のフィーチャを示すデータを処理することによって少なくとも部分的に得られる。
【請求項１１６】
請求項１１４に記載の方法であって、
レーザパルスのテストセットを生成する前に、操舵可能なレーザアセンブリの近傍のローカル環境からセンサデータを取得し、一組のテストベクトルは、センサデータを処理することによって少なくとも部分的に得られる。
【請求項１１７】
請求項１１４に記載の方法であって、
視野に関連する１つまたは複数のフィーチャを取得するレーザパルスのテストセットを生成する前に、
前記１つまたは複数のフィーチャに基づいて、前記１組のテスト位置において前記レーザパルスの前記テストセットを生成するように動作可能な第１の組のレーザステアリングパラメータを生成するステップとを含む方法。
【請求項１１８】
請求項１１４に記載の方法であって、前記レーザパルスの前記テストセットと前記レーザのスキャンセットパルスは視野の単一走査内で生成される。
【請求項１１９】
請求項１１４に記載の方法であって、視野のスキャンの
【請求項１２０】
請求項１１４に記載の方法であって、前記テスト位置の組における前記テスト位置の数
１組の走査位置における走査位置の数よりも少ない。
【請求項１２１】
請求項１１４に記載の方法であって、前記レーザの走査セット内のレーザパルスの数
パルスは、レーザパルスのテストセット内のレーザパルスの数の少なくとも４倍であり、それにより、レーザパルスのテストセットを、レーザパルスのスキャンセットより短い時間で集めることが可能になる。
【請求項１２２】
請求項１１４に記載の方法であって、前記レーザパルスの前記テストセットは、操縦可能なレーザアセンブリで第１のレーザビームを操縦する。
【請求項１２３】
請求項１１４に記載の方法であって、
第１の組のレーザステアリングパラメータを取得し、第１の組のレーザステアリングパラメータに従って第１のレーザビームを操縦可能なレーザアセンブリで動的に操縦するように構成された操縦可能なレーザアセンブリと、
【請求項１２４】
請求項１１４に記載の方法であって、前記レーザステアリングパラメータのスキャンセットは、
少なくとも部分的に、視野のスキャン領域内の走査レーザパルスの稠密なセットを、検査ベクトルのセットからの故障した検査ベクトルを示す検査結果のセットからの１つ以上の検査結果に基づいて生成する。
【請求項１２５】
第１の組のレーザを取得するステップをさらに含む、請求項１１４に記載の方法
操縦可能なレーザアセンブリを操縦して、視野内の試験位置の組においてレーザパルスの試験セットを生成するように動作可能な操縦パラメータとを含む。
【請求項１２６】
請求項１２５記載の方法において、
レーザパルスのスキャンセットを生成しながら、レーザパルスのスキャンセットの生成を１回以上中断して、第１のレーザパラメータセットに従って操縦可能なレーザアセンブリを動的に操縦し、それにより、テスト場所のセット。
【請求項１２７】
請求項１１４に記載の方法であって、
前記テストベクトルの組の各々から前記テスト位置の少なくともいくつかを収集することによって前記テスト位置のセットを生成するステップと、
レーザステアリングパラメータの第１のセットを生成するステップと、
操縦可能なレーザアセンブリで少なくとも１つのレーザビームをステアリングパラメータの第１のセットに従ってステアリングして、操縦可能なレーザアセンブリによってレーザパルスのテストセットを生成するステップを実行する。
【請求項１２８】
請求項１１４に記載の方法であって、前記走査位置の組は、
視野の少なくとも一部分を含み、不均一な間隔は、レーザ操縦パラメータのスキャンセットに少なくとも部分的に基づく。
【請求項１２９】
請求項１１４に記載の方法であって、前記テストベクトルのセット内の少なくとも１つのテストベクトル
オブジェクトが少なくとも１組のテスト位置のサブセットによって包含されているかどうかを識別する機能を有する。
【請求項１３０】
請求項１１４に記載の方法であって、前記テストベクトルのセット内の少なくとも１つのテストベクトル
オブジェクトのエッジが１組のテスト位置のサブセットによって包含されるかどうかを識別する機能を有する。
【請求項１３１】
前記テストベクトルのセット内の少なくとも１つのテストベクトルが、
オブジェクトのコーナーがテスト位置の組のサブセットによって包含されるかどうかを識別する機能を有する。
【請求項１３２】
方法であって、
操縦可能なレーザアセンブリに第１の組のレーザステアリングパラメータを提供するステップと、
第１のレーザステアリングパラメータセットは、操縦可能なレーザアセンブリに、視野内の１つ以上の第１のレーザビームを動的に操舵させ、それにより、視野内のテスト位置のセットにおいてレーザパルスのテストセットを生成する。
操縦可能なレーザアセンブリから、レーザパルスの試験セット内の各レーザパルスからの反射光の１つ以上の態様を含む試験データを受け取るステップと、
テストベクトルのセットを取得するステップであって、テストベクトルのセット内の各テストベクトルは、テスト位置のセットのサブセットからの反射レーザパルスの１つ以上の態様に基づいて評価されるように動作可能な基準であり、
テストベクトルのセットのうちの少なくともいくつかに基づいてテストベクトルのセット内の各テストベクトルを評価し、それによってテストベクトルのセットに対応するテスト結果のセットを少なくとも部分的に生成するステップと、
前記１組の試験結果に基づいてレーザ操縦パラメータの第２の組を生成するステップと、そして
操縦可能なレーザアセンブリに、第２の組のレーザステアリングパラメータに従って１つ以上の第２のレーザビームを動的に操縦するように指示するステップとを含む。
【請求項１３３】
方法であって、
操縦可能なレーザアセンブリに第１の組のレーザステアリングパラメータを提供するステップと、
第１のレーザステアリングパラメータセットは、操縦可能なレーザアセンブリに、視野内の１つ以上の第１のレーザビームを動的に操舵させ、それにより、視野内のテスト位置のセットにおいてレーザパルスのテストセットを生成する。
操縦可能なレーザアセンブリから、レーザパルスの試験セット内の各レーザパルスからの反射光の１つ以上の態様を含む試験データを受け取るステップと、
テストベクトルのセットを取得するステップであって、テストベクトルのセット内の各テストベクトルは、テスト位置のセットのサブセットからの反射レーザパルスの１つ以上の態様に基づいて評価されるように動作可能な基準であり、
テストベクトルのセットのうちの少なくともいくつかに基づいてテストベクトルのセット内の各テストベクトルを評価し、それによってテストベクトルのセットに対応するテスト結果のセットを少なくとも部分的に生成するステップと、
前記１組の試験結果に基づいてレーザ操縦パラメータの第２の組を生成するステップと、そして
第２の組のレーザステアリングパラメータに従って、操縦可能なレーザアセンブリを用いて１つ以上の第２のレーザビームを操縦する。
【請求項１３４】
方法であって、
複数のテストベクトルを取得するステップであって、前記複数のテストベクトル内の各テストベクトルは、視野内の１つ以上の対応するテスト位置における反射光の１つまたは複数のアスペクトに関する基準を含むステップと、
ａ。前記複数のテストベクトルの各々について、前記１つ以上の対応するテスト位置に応じて１つ以上のレーザビームを操縦し、それにより、前記１つ以上の対応するテスト位置のそれぞれにおいてレーザパルスを生成するステップと、
ｂ。前記１つまたは複数の対応するテスト位置での前記レーザパルスからの反射光の１つまたは複数の態様に基づいて、前記複数のテストベクトルのそれぞれについて前記対応する基準を評価するステップと、そして
対応する基準を満たすことに応答して、１つ以上の対応する試験位置の少なくとも１つに基づいて、複数の試験ベクトルから第１の試験ベクトルについて１つ以上のレーザビームを操縦するステップとを含む。
【請求項１３５】
命令を格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
コンピュータ・プロセッサに、視野の動的操縦レーザ測距走査を実行するように操縦可能なレーザに指示させることであって、前記命令は、前記プロセッサに、
第１の組のレーザステアリングパラメータに従って視野内の１つまたは複数の第１のレーザビームを操縦するように操縦可能なレーザに指示し、それにより、第１の組のレーザステアリングパラメータの組のテスト方向からの反射レーザパルスの１つ以上の態様を測定することによって、視野；
ルールのセットに従って前記テストデータを処理し、それによって第２の組のレーザステアリングパラメータを生成するステップと、
少なくとも１つのレーザビームを、操縦可能なレーザアセンブリによって第２の組のレーザ操縦パラメータに基づいて操縦し、それにより、レーザパルスの走査セットを生成するステップと、少なくとも部分的にテストデータに基づいて、視野の少なくとも１つの他の領域よりも大きい。
【請求項１３６】
方法であって、
第１の組のレーザステアリングパラメータに基づいて視野内の１つ以上のレーザビームを動的に操縦するように構成されたレーザポジショナを備え、操縦可能なレーザ測距アセンブリは、  ：
処理サブアセンブリから命令を受け取り、それにより、第１組のレーザステアリングパラメータに従って操縦可能なレーザを操向して、テスト位置の組においてテストレーザパルスのセットを生成する。
テスト位置の組におけるテストレーザパルスのセットからの反射光の１つ以上の態様に基づいてテストデータを生成するステップと、
前記試験データを前記処理サブアセンブリに送信するステップと、
前記処理サブアセンブリから第２の組のレーザステアリングパラメータを受信し、それによりレーザポジショナで１つ以上のレーザビームを動的に操縦してレーザパルスのスキャンセットを生成し、前記動的ステアリングは、前記視野内の少なくとも１つの他の領域と、そして
前記処理サブアセンブリは、
ルールのセットに従って前記テストデータを処理し、それによって前記レーザステアリングパラメータの前記第２のセットを生成し、
前記ルールセット内の各ルールは、前記テストデータの少なくとも一部に少なくとも部分的に基づいて評価されるように動作可能であり、そして
第２の組のレーザステアリングパラメータを操縦可能なレーザアセンブリに送信する。
【請求項１３７】
方法であって、
視野の少なくともいくつかのレーザ測距走査のための時間目標を選択することと、
操縦可能なレーザアセンブリを有する少なくとも１つのレーザビームを、レーザステアリングパラメータのセットに従って動的に操縦し、それによって視野の少なくとも一部における第１の組の位置でレーザパルスを生成するステップと、
１つまたは複数のレーザパルスからの１つまたは複数のレーザ反射の飛行時間を測定することに応答して、時間ターゲット内でレーザ測距スキャンを完了するように機能する修正された１組のレーザステアリングパラメータを生成するステップと、
変更されたレーザステアリングパラメータのセットに従って、少なくとも１つのレーザビームを操縦可能なレーザアセンブリで動的に操縦し、それにより、時間目標内の視野の少なくともいくつかのレーザ測距スキャンを完了する。
【請求項１３８】
方法であって、
視野の第１の部分のレーザ測距走査のための時間目標を選択することと、
レーザステアリングパラメータのセットを選択するステップと、
操縦可能なレーザアセンブリを有する少なくとも１つのレーザビームを、レーザステアリングパラメータのセットに従って動的に操縦し、それにより、レーザ測距走査の一部として視野の第１の部分の第１の組の位置にレーザパルスを生成するステップと、
前記第１の組の位置における第１の位置における１つ以上のレーザパルスからの１つ以上の反射の飛行時間を測定するステップと、
第１の位置での１つ以上のレーザパルスの１つ以上の反射の飛行時間に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを修正するステップであって、修正されたレーザステアリングパラメータのセットがレーザ測距スキャンを完了するように機能する時間目標内にある。そして
変更されたレーザステアリングパラメータセットに従って、少なくとも１つのレーザビームを操縦可能なレーザアセンブリで動的に操縦し、それによって、時間目標内の視野の第１の部分のレーザ測距走査を完了する。
【請求項１３９】
方法であって、
視野の第１の部分のレーザ測距走査のためのサービスレベル基準を選択することと、
レーザステアリングパラメータのセットを選択するステップと、
レーザ操縦パラメータの組に従って操縦可能なレーザアセンブリを有する少なくとも１つのレーザビームを操縦し、それによって視野内の第１の組の位置にレーザパルスを発生させるステップと、
第１の組の位置における第１の位置における１つ以上のレーザパルスからの１つ以上の反射の飛行時間を測定するステップと、
第１の位置での１つ以上のレーザパルスの１つ以上の反射の飛行時間に少なくとも部分的に基づいてレーザステアリングパラメータのセットを修正するステップであって、修正されたレーザステアリングパラメータのセットは、レーザ測距走査が完了したときのサービスレベル基準の値。修正されたレーザステアリングパラメータの組に従って、少なくとも１つのレーザビームを操縦可能なレーザアセンブリで動的に操縦し、それによってレーザ測距スキャンが完了したときにサービスレベル基準が満たされるようにレーザ測距スキャンを完了する。
【請求項１４０】
フィードバック較正を備えたレーザレンジファインダであって、
レーザ光を発生させるレーザ
複数の出射方向に出射レーザパルスを配置するレーザポジショナ
方向フィードバックサブアセンブリであって、
較正方向における第１の出射レーザパルスを検出し、第１の出射レーザパルスの１つ以上の態様を測定するための１つ以上の光学素子であって、
前記１つ以上の光学素子のうちの少なくとも１つに結合され、前記レーザポジショナに動作可能に結合され、前記第１の出射レーザパルスの前記１つ以上の態様に少なくとも部分的に基づいて前記レーザ位置を調整する制御回路。
【請求項１４１】
フィードバック較正を備えたレーザレンジファインダであって、
レーザ光を発生させるレーザ
複数の出射方向に出射レーザパルスを配置するレーザポジショナ
前記複数の出射レーザビームのうちの少なくともいくつかをコリメートするために、前記出射レーザビームの少なくとも一部の経路に配置された選択的光変調器。
【請求項１４２】
前記第１の組のレーザパルスは、
ビュー、
前記第２の組のレーザパルスは視野内に第２の密度を有し、
第２の密度は第１の密度よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の形状に適応したダイナミックステアドＬＩＤＡＲに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル写真撮影において、電荷結合素子ＣＣＤセンサーは詳細な画像を作成するために数百万の特定の方向から同時に光を集めることができる。対照的に、光検出と測距システム（ＬＩＤＡＲ）のような大部分のレーザーレンジファインダーにおいてはレーザー光線を走査や回転させ、より少ない方向での光の飛行時間（ＴＯＦ）を測定する。この順次的な測定方法は一秒間の測距の総数を限定する。従って、視野（ＦＯＶ）を均一で決定的に走査する手法のＬＩＤＡＲは角度分解能が貧弱になりうる。例えば、仰角４０度で方位角３６０度の角度領域が１０Ｈｚで回転し、１秒間に百万回のレーザー測定をするＬＩＤＡＲを検討する。測定がＦＯＶ（例えば４０ｘ３６０度）内に均一に分散するならば角度分解能は仰角と方位角共に０．３８度になる。このような角度分解能ではＬＩＤＡＲから５０ｍの領域において３０ｃｍの間隔を持つ測距を作り出す。この測定間隔（すなわち角度分解能）は、物体の詳細な境界を区別するのに不十分となり得る。
【０００３】
テンプルトンのＵＳ９，３８３，７５３には、動的に調整可能な角度分解能を持つＬＩＤＡＲが開示されているが、ＬＩＤＡＲを回転するための単軸における動的な角速度を記述するのみである。さらにＵＳ９，３８３，７５３では回転式ＬＩＤＡＲを想定しており、一回の走査中の任意の方向のレーザーについては提供されていない。ＵＳ９，３８３，７５３では、開示されたＬＩＤＡＲの角速度は早い方向反転や変化を除外するため、後続する走査の角度分解能を前の走査に基づいて部分的に修正する。従って、ＦＯＶ内での物体境界探知の正確さを向上させるため、ＬＩＤＡＲの一回の走査内での測定密度を動的に適応させることは課題として残っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の実施形態はレーザーステアリングパラメータｓに基づきＦＯＶを非均一的に走査する１個またはそれ以上の操縦可能なレーザーからなるレーザーレンジファインダー（例えば  ＬＩＤＡＲ）を提供する。第一の実施形態のグループではセンサーデータに基づいて動的に操縦されるＬＩＤＡＲでＦＯＶを非均一的に走査する方法を提供する。レーザーステアリングパラメータｓ（例えば  指示）が局地的な環境からのセンサーデータを用いて生成される。レーザーステアリングパラメータｓはＬＩＤＡＲの操縦可能なレーザーを、動的な角速度でＦＯＶを走査するよう設定または指示を出し、それによって、レーザーパルス密度を増加させたまたは非均一にした複雑な形状の領域を走査中に作成するよう機能することができる。ＬＩＤＡＲのＦＯＶ中の複数の重要な領域を多様なタイプや様相のセンサーデータ（例えば  以前のレーザー測距データや、カメラ映像、天気、ＧＰＳや車両間の通信データなどの外部データ）に基づいて区別することができる。これらの領域は物体の境界に関する情報を含むため重要になり得る。いくつかの実施形態は、動的に操縦されたレーザー走査の過程で、増加させたレーザーパルス密度でのこれらの重要な領域の走査を提供する。ひとつの様態では、向上された解像度でのレーザー走査を必要とする重要な物体がＦＯＶ内の多種多様な場所に存在し得る制御されていない環境で、しばしば使用される自動運転車両に搭載のＬＩＤＡＲにとって、提案される技術は特に有用である。一例として、局地的な環境からの第１のデータが、第２の車両のＬＩＤＡＲに一連のレーザーステアリングパラメータｓを取得または生成させ、ＬＩＤＡＲのレーザーがＦＯＶを非均一的に走査するよう動的に操縦または設定させる、第１の車両からの車両間通信データとなり得るのである。
【０００６】
関連する第二の実施形態のグループでは、動的に操縦されたＬＩＤＡＲのＦＯＶの走査が、目標時間内に完了する方法が開示される。ＬＩＤＡＲがＦＯＶの操作を完了する目標時間は、ＬＩＤＡＲをレーザー測距の過程でレーザー光を動的に操縦するよう設定可能なレーザーステアリングパラメータｓを生成できるように、局地的な環境からのセンサーデータと組み合わせることができる。このように、走査の目標時間に一部基づいたレーザーステアリングパラメータｓは、全ＦＯＶまたはＦＯＶの規定された部分の走査を目標時間内に確実に行うためにレーザー測距の密度を調整するよう機能できる。ＦＯＶの最初の走査中にＦＯＶの領域を区別することができる。区別された領域はＦＯＶの第二の走査中に平均の間隔よりも狭い間隔で高密度な走査を受けることができる。領域の形状と走査密度は操作を適切な時間（例えば  目標時間）に完了させるための要件に基づいた選択が可能である。
【０００７】
関連する第三の実施形態のグループでは、ＬＩＤＡＲが、ＦＯＶ内の注意を引く物体や領域を区別すること及びＬＩＤＡＲリソース（例えば  レーザーパルスの数や密度）を動的に分配することによって、ＬＩＤＡＲを動的に設定する方法が開示されている。
【０００８】
実施形態の例示的な一例では、レーザー測距システムはＬＩＤＡＲに特有な環境からのセンサーデータを取得しそれにより複数の物体を区別する。そしてレーザー測距システムは複数の物体のそれぞれに一つまたはそれ以上の重要度を割り当て、重要度はＬＩＤＡＲのＦＯＶ内のレーザー測距を非均一的に分配するよう機能する。レーザー測距システムは、レーザーステアリングパラメータｓ（例えば  ＬＩＤＡＲの動的操縦可能なレーザーを設定するための指示）を生成し、ＬＩＤＡＲの操縦可能なレーザーをレーザーステアリングパラメータｓにより動的に操縦するよう、重要度を利用する。これにより、この方法は、発見された物体の数や相対的な重要度に基づいたレーザー測距の非均一な密度のパターンを生成するようＬＩＤＡＲを動的に操縦することを可能にする。
【０００９】
第四の実施形態のグループでは、局所的環境のタイプ（例えば  区分）に基づいて、動的に操縦されるＬＩＤＡＲを設定できる。局所的環境からのセンサーデータは、ＬＩＤＡＲに区分や位置（例えば  自転車が多いと知られているＧＰＳ位置やたくさんのランナーがいることを示すカメラデータの風景）を提供できる。センサーデータ（例えば  ＧＰＳデータやカメラデータ）は局所的環境を区分することに利用できる。このようにして、局所的な環境の区分（例えば  都会の道路に対して郊外のハイウェイ）を用いて、特定の危険や発生の可能性の変化に対しレーザー操縦が修正や適応ができるようＬＩＤＡＲの動的操縦可能なレーザーを設定することができる。ＧＰＳデータは位置データを提供するために用いることができる。部分的なＦＯＶのレーザーステアリングパラメータｓは、ホスト車の地理的位置に基づいて選ばれる。例えば、ＧＰＳデータによって都会環境（例えば  都市）と示された中では、レーザーステアリングパラメータｓは、横断歩道や曲がり角といった、歩行者事故を避けることが重要とされる領域のＦＯＶに操縦可能なレーザーを操縦することができる。同様に、狭い道でのサイドミラー、郊外での鹿や踏切での列車など位置特有の危険があると知られている特定の高度では、レーザーポイント密度の増加が可能である。他の例では、落石があると知られている地理的位置を示すＧＰＳデータは、岩があるかもしれない領域（例えば  道路の縁や曲がり角）のＦＯＶでレーザーポイント密度を増加させるようレーザーレンジファインダー内の操縦可能なレーザーを操縦するために用いることができる。
【００１０】
本開示の第五の実施形態のグループは、ＬＩＤＡＲのレーザーを動的に操縦しそれによりＦＯＶ内の物体の境界を漸進的に限定する方法を提供する。この方法は、飛行時間の境界（例えば  物体の縁）を含むと推定された領域にレーザーをより小さい間隔で繰り返し走査し、それにより連続する走査で境界が推定される小領域を繰り返し生成する。レーザー測距データ（例えば  飛行時間）は解析され（例えば  ＴＯＦ境界を特定する処理）、処理されたレーザー測距データは、いくつかの走査点が更に情報を含むと推定された領域（例えば  縁、境界、特色のある特徴）に非均一的に分布するよう操縦可能なレーザーを動的に動かすまたは設定するために用いられる。他の例では、動的に操縦されるレーザーレンジファインダーが、最後の二つのレーザー反射間でのＴＯＦの大きな変化のような直近のデータに反応でき、二つの走査点間の領域の間隔の非均一な走査を実行するようこのデータを用いることができる。このように、開示されたシステムはＴＯＦが傾きを示す領域を二等分するようレーザーを配置できる。間隔とレーザーの位置は、ＴＯＦの傾きが十分に限定されるか繰り返し数が最大数に到達するまで領域を調査するよう、動的に操縦できる。従って、この実施形態は一回の走査または数回の操作にわたって境界の検知を改良できる。他の実施例では、コンピュータが走査からのいくつかまたは全てのデータを解析し、増加した走査点密度あるいは小さなレーザースポットサイズを後続する繰り返しで受ける一つまたはそれ以上の領域を特定することができる。
【００１１】
本開示の第六の実施形態のグループは、コンピュータがいくつかまたは全てのＦＯＶの物体を推定または区分でき、非均一な走査点の分布（例えば  複雑な形をした領域内での高密度）を物体の区分に基づいて選択することができる。レーザーは非均一な走査のパターンを実行するよう、動的に操縦されることができ、そして実際に戻るレーザー反射の期待される値との合致に基づいて物体はさらに特定できる。例えば、電子的に操縦されたレーザーＬＩＤＡＲはＦＯＶの１０００ポイントの走査を実行することができる。走査は、最初にそれぞれの掃引が１００点の格子状の１０のＦＯＶの掃引に分割でき、掃引は最後の点群を生成するよう設定できる。１０の掃引のひとつにおいて、電子的に操縦されるＬＩＤＡＲ内に連動または合体されたコンピュータはＦＯＶの一部を動く物体を特定し、物体がＦＯＶの一部に位置する車両（すなわち  『車両』の物体区分）だと推定することができる。コンピュータは物体の区分に基づいて非均一な点の分布を選択でき（例えば  一連のレーザーステアリングパラメータｓに基づく、非均一な間隔の一連のレーザー測定）、非均一な一連のレーザーパルスからの反射データを車両区分の仮定を検証するために用いることができる。開示された区分方法は、残りの走査の間レーザーを非均一な走査ポイントパターンを実行するよう動的に操縦することができる。例えば、物体の特定と区分の推定において（例えば  区分＝車両）８、９、１０のＦＯＶの掃引を動的に操縦された非均一な走査部分の実行に充てることができる。
【００１２】
本開示のいくつかの実施例はＦＯＶから生成されたセンサーデータを、操縦可能なレーザーを大部分のデータを含む場所と領域に誘導するために用いる方法を提供する。例には、物体区分と推定される物体配置に基づき、推定される物体の速度をもとにして今後の走査パターンを設定する（例えば  今後のＦＯＶ走査で、高密度で走査する領域をどこに生成するか）レーザーステアリングパラメータｓを含む。さらなるＦＯＶの局地的領域のためのレーザーステアリングパラメータｓ生成（例えば  高密度走査領域）の例は、カメラからの物体検知または縁の検知を含む。
【００１３】
第七の実施形態のグループでは、ＬＩＤＡＲはＦＯＶのいくつかの最小角度間隔内にて飛行時間（ＴＯＦ）の境界の位置を決定する漸進的境界限定法（ＰＢＬ）を実行する（すなわち  ＬＩＤＡＲに局所的な環境の中で漸進的に物体の境界を決定する）。この方法は一連のレーザーパルスを生成し、対応する一連のレーザー反射を測定し、それぞれのレーザーパルスに対応する飛行時間と方向を測定できる。ＴＯＦの差がＴＯＦの閾値より大きい方向の領域内の隣接する１ペアのレーザーパルスを特定することに反応して、少なくとも１つの隣接する１ペアのレーザーパルス方向をもとにした方向に、１つまたはそれ以上の連続するレーザーパルスを生成するようＬＩＤＡＲを動的に操縦する。この方法は、全てのＴＯＦの差がＴＯＦの閾値より大きい隣接するペアが、方向閾値（例えば  ０．５度未満の方向差）より小さい角度分離（すなわち  それぞれのペアにおけるレーザーパルスの方向の差）になるまで続けることができる。このようにして、ＰＢＬ法はＴＯＦの大きな変化が起こった領域の角距離をその距離が十分に小さくなるまで精密化することにより境界を限定することができる。
【００１４】
第八の実施形態のグループでは、ＬＩＤＡＲで外挿的漸進的境界限定法（ＥＰＢＬ）を実行する方法が開示されている。この方法はＦＯＶ内の境界の最初の一部を発見するようＬＩＤＡＲを用い、境界の方向を外挿し、それによりＦＯＶの第二の領域を、境界に走査をするようＬＩＤＡＲを動的に操縦することができる。従って、ＬＩＤＡＲを境界に走査させるよう動的に操縦するために、連続そして“直線”という物体境界の特質を用いることができる。同様に、区分された物体（例えば  バン）が持ちうる、物体の一部分の発見と物体境界の第二部分の外挿または予測（例えば  区分または特定された方向の直線の縁に基づく）のような予測境界を、ＬＩＤＡＲ走査を動的に操縦することに用いる。一例では、ＬＩＤＡＲはＦＯＶ内の最初の捜索領域を走査し、位置の第一の集合体か、境界（例えば  物体の縁）が交わるか位置している最初の捜索領域の副領域を特定する。例示的なＥＰＢＬ法は、続いて、位置の第一の集合体または副領域に基づいて推定された境界の位置を最初の捜索領域の外側に外挿する。続いてＬＩＤＡＲは推定された境界の位置を、第二の捜索領域内でレーザーを設定または動的な操縦をするのに用いる。続いてＬＩＤＡＲは、推定された境界の位置に境界が存在するかどうかを判定するために第二の捜索領域からの反射の処理を行うことができる。
【００１５】
第九の実施形態のグループは、車両に統合されたレーザー分配システムを持つロープロファイルＬＩＤＡＲシステムを提供する。ＬＩＤＡＲからのレーザー光は、車両の車体外板の下部の空洞領域内に送信可能であり、それにより車体外板（例えば  ルーフ）の下を、車両周囲を被覆するカーテンの内部に光を送信または屈折させることができるレンズに誘導することが可能である。内部の反射体とレンズはレーザー光ガイドを形成することができる。レーザー光ガイドは、全体的または部分的にＬＩＤＡＲに組み込まれた限られた直接視野を、十分に制御された間接的な光路（例えば  いくつかの反射を必要とする）を提供することにより増大させることができる。光ガイドからのレーザー出力角はＬＩＤＡＲからの入力角の関数である。このようにして、光ガイドは車両デザインに共通する外板の後方に存在する空洞を、レーザー光を測距のために誘導し分配するように利用および改良することができる。光ガイドは、ＬＩＤＡＲがロープロファイルなまま、または車両構造に組み込まれたままで、ＬＩＤＡＲの対象範囲をＦＯＶの到達が困難な部分（例えば  ＦＯＶの車両のルーフや側面によって隠される部分）に拡張することができる。
【００１６】
第十の実施形態のグループでは、ＬＩＤＡＲはＦＯＶ内で起こる重要な変化（例えば  前方車両の車線変更）の早めの兆候を提供可能な複数のスマートテストベクタを選択し評価することにより、ＦＯＶを迅速に評価することができる。実施例は、ＦＯＶの走査の早期に動的にレーザー光を操縦し初めに複数のテストベクタと関連する一連の検証位置にレーザー走査を行うことにより、改善された反応時間を提供する。レーザーの動的制御に基づく早期の走査は、ＦＯＶ全体の均一的（すなわち  非動的）な走査の過程で一連の検証ポイントを段階的に走査することの代わりとなる。一つまたはそれ以上のテストベクタの結果は非均一なレーザーパルス密度で視野を動的に走査する一連のレーザーステアリングパラメータｓの取得に用いられる。従って、テストベクタはレーザー測距の空間的分布を設計することに用いることができ、それにより次の走査の非均一な測定密度の複雑なパターンを生成する。テストベクタはドアミラーの位置、縁、または車両の車線位置の変化のような決定的な特徴に基づくことができる。いくつかの実施例では、検証位置からのデータを再取得しテストベクタの再評価と更新をするために、走査は周期的に中断される。
【発明の効果】
【００１７】
本明細書に記載された技術は以下に例示する優位性の達成のために実施できる。
【００１８】
ＦＯＶ全般にわたって均一的なレーザーパルス密度を生成する代わりに、開示された技術は、ＦＯＶ内の重要な特徴の位置（例えば  物体の境界、デジタル画像に認識された人物）を示すデータに基づいてレーザーを動的に操縦することで非均一なレーザーパルス密度を提供する。このデータ主導型の非均一なレーザーパルス間隔には、さらに重要な特徴を限定するという、さらなる利点がある。別の優位性としては、ＦＯＶの領域内のレーザーステアリングパラメータｓを精密化することによってＦＯＶ内の物体の境界が漸進的に限定されうる。
【００１９】
別の優位性では、レーザーパルス密度はレーザーレンジファインダーの位置の様相（例えば  地形、ＧＰＳ位置、時刻または都市部や郊外といった場所タイプの区分）に基づいてＦＯＶの多様な部分（例えば  左側、右側、または―２０度と―３０度の間）から選択できる。
【００２０】
関連性のある優位性では、開示された技術はレーザーステアリングパラメータｓが多様な所定の高密度レーザーパターンをエンコードすることを可能にする。そのようなレーザーステアリングパラメータｓで操縦可能なレーザーを指示または設定することで、操縦可能なレーザーは対応する非均一パルス密度の領域をＦＯＶに作り出すことができる。例えば、動的に操縦されるレーザーレンジファインダーが付いたモデルＡの車両は、モデルＢの車両がＦＯＶ内にいるという仮説の検証に有効なレーザーポイントパターンのライブラリを、開発または共有することが可能である。開示された方法の一つまたはそれ以上を用いてモデルＡの車両はモデルＢの車両がＦＯＶに存在するかを推定し、ＦＯＶ内の車両はモデルＢという仮説を検証するよう設計されたレーザーステアリングパラメータｓのデータベースにアクセスし、車両がモデルＢという仮説を検証するのに最良の一連の非均一なレーザーパルスを作り出すよう動的操縦可能なレーザーを設定できる。従って、開示された技術はカスタマイズされたレーザーパルスを作成、共有そして操縦可能なレーザーレンジファインダーの誘導に用いることを可能にする。レーザーパルスのパターンは車両モデルＡの形状と動的に操縦されるレーザーレンジファインダーの配置に合わせてカスタマイズすることができる。動的に操縦される距離計は、それが搭載されている車両と車両での配置に対応するレーザーパルスパターンのライブラリでプリプログラムされることができる。
【００２１】
開示された技術は、レーザーレンジファインダーのコスト効果を改善できる。より低価格のレーザーレンジファインダーはレーザーの数が少なかったり、レーザーパルス速度が遅いことがあり得る。開示された技術により、１秒当たりのレーザーパルス総数が少ないレーザーレンジファインダーがそれらのレーザーパルスを動的かつ賢明に選択された方法で配分することを可能にする。同様に、電子的に制御されたＬＩＤＡＲはしばしば回転式ＬＩＤＡＲよりも１秒当たりより少ないポイントを走査することができる。開示された技術は、データ主導による方法で、電子的に操縦されるＬＩＤＡＲをもっとも情報を含む領域に動的に操縦することを提供する。
【００２２】
開示された技術はＦＯＶ内の物体の速度検知を改善できる。レーザー測距での速度検知の精度はそれぞれの走査中に物体の境界を正確に判定する性能に関係する。開示された技術は、境界の位置を推定し境界の位置を捜索するようレーザーを動的に操縦することができる。開示された技術は、境界限定法と動的なレーザーパルス密度の選択を用いて物体区分の速度を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは本開示の実施形態による、レーザーレンジファインダーと視野内の複数のレーザーパルス位置の例示的な図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは本開示の実施形態による、レーザーレンジファインダーと視野内の複数のレーザーパルス位置の例示的な図である。
【図２Ａ】図２Ａは視野内に一連のレーザーパルスを生成する均一的に操縦される回転式ＬＩＤＡＲを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは本開示の実施形態による、多様な非均一に分布された一連のレーザーパルスを生成する動的に操縦されるＬＩＤＡＲを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは本開示の実施形態による、多様な非均一に分布された一連のレーザーパルスを生成する動的に操縦されるＬＩＤＡＲを示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは本開示の実施形態による、多様な非均一に分布された一連のレーザーパルスを生成する動的に操縦されるＬＩＤＡＲを示す。
【図２Ｅ】図２Ｅは本開示の実施形態による、多様な非均一に分布された一連のレーザーパルスを生成する動的に操縦されるＬＩＤＡＲを示す。
【図２Ｆ】図２Ｆは本開示の実施形態による、多様な非均一に分布された一連のレーザーパルスを生成する動的に操縦されるＬＩＤＡＲを示す。
【図３】図３は本開示の実施形態による、レーザーレンジファインダーと視野内の非均一なレーザーパルス位置の分布の例示的な図である。
【図４Ａ】図４Ａは本開示の実施形態による、例示的な動的に操縦されるレーザーレンジファインダーｓのいくつかの構成要素を示す機能図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは本開示の実施形態による、例示的な動的に操縦されるレーザーレンジファインダーｓのいくつかの構成要素を示す機能図である。
【図５】図５は本開示の実施形態による、通信回線で接続された処理サブアセンブリと動的操縦レーザーアセンブリを含む例示的なレーザー測距システムを示す図である。
【図６】図６Ａ―６Ｄは本技術の１態様による例示的なレーザーステアリングパラメータを示す。
【図７】図７は本技術の１態様によるレーザーステアリングパラメータｓと物体境界の推定を繰り返し改良するための過程を示す。
【図８】図８は本開示の実施形態による、動的に操縦されるレーザーレンジファインダーに基づく例示的な物体境界の推定を示す図である。
【図９】図９は本開示の実施形態による例示的な動的に操縦されるレーザーレンジファインダーのいくつかの構成要素を示す機能図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは本開示の実施形態による、レーザーステアリングパラメータｓの選択とレーザーレンジファインダーの動的な操縦の過程のフローチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは本開示の実施形態による、レーザーステアリングパラメータｓの選択とレーザーレンジファインダーの動的な操縦の過程のフローチャートである。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは本開示の実施形態による、レーザーステアリングパラメータｓの選択とレーザーレンジファインダーの動的な操縦の過程のフローチャートである。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは本開示の実施形態による、レーザーステアリングパラメータｓの選択とレーザーレンジファインダーの動的な操縦の過程のフローチャートである。
【図１１】図１１は本開示の実施形態による、測定データに基づいた一連のレーザーステアリングパラメータｓの精密化の過程のフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは本開示の実施形態による、区分に基づく一連のレーザーステアリングパラメータｓの選択のプロセスのフローチャートである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは本開示の実施形態による、区分に基づく一連のレーザーステアリングパラメータｓの選択のプロセスのフローチャートである。
【図１３】図１３は漸進的境界限定法のいくつかの態様を示す。
【図１４】図１４Ａ―１４Ｂは漸進的境界限定法のいくつかの態様を示す。
【図１５】図１５は漸進的境界限定法のいくつかの態様を示す。
【図１６】図１６は漸進的境界限定法のいくつかの態様を示す。
【図１７】図１７Ａ―１７Ｆは漸進的境界限定法のいくつかの態様を示す。
【図１８】図１８は外挿的漸進的境界限定法のいくつかの態様を示す。
【図１９】図１９は外挿的漸進的境界限定法のいくつかの態様を示す。
【図２０】図２０はパルスレーザー測距が可能な例示的なレーザー測距システムと連続波レーザー光を生成可能な例示的なレーザー測距システムを示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは本開示の１態様によるレーザーＬＩＤＡＲと関連した視野を示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは本開示の１態様による、車両と視野の態様の配置に関連する影響に相対的なＬＩＤＡＲのいくつかの配置を示す。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは本開示の１態様による、車両と視野の態様の配置に関連する影響に相対的なＬＩＤＡＲのいくつかの配置を示す。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは本開示の実施形態による、レーザーレンジファインダーとレーザー光ガイドを含む車両のルーフに組み込まれた統合されたレーザー分布システムの例示的な図である。
【図２１Ｅ】図２１Ｅは本開示の実施形態による、レーザーレンジファインダーと光ガイドを含む車両のルーフに取り付けられた車両に統合されたレーザー分布システムの例示的な図である。
【図２１Ｆ】図２１Ｆは本開示の実施形態による、レーザーレンジファインダーと光ガイドを含む車両のルーフに取り付けられた車両に統合されたレーザー分布システムの例示的な図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは本開示のいくつかの実施形態によるいくつかの例示的な光ガイドを示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは本開示のいくつかの実施形態によるいくつかの例示的な光ガイドを示す。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは本開示のいくつかの実施形態によるいくつかの例示的な光ガイドを示す。
【図２３】図２３は本開示の実施形態による車両に統合されたレーザー分布システムの多様な構成要素の分解図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは本開示の実施形態による、各々が表す方向に沿ったレーザーＬＩＤＡＲのＦＯＶの直接視野の外側にある物体からの間接的な反射が、車両に統合されたレーザー分布システムの多様な構成要素を用いてＬＩＤＡＲに供給される、複数の平面を示す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは本開示の実施形態による、各々が表す方向に沿ったレーザーＬＩＤＡＲのＦＯＶの直接視野の外側にある物体からの間接的な反射が、車両に統合されたレーザー分布システムの多様な構成要素を用いてＬＩＤＡＲに供給され得る、複数の平面を示す。
【図２５】図２５は本開示の実施形態による、統合されたレーザー分布システムのいくつかの構成要素のブロック図である。
【図２６】図２６は本開示の実施形態による、統合されたレーザー分布システムのいくつかのレーザー光路の図である。
【図２７Ａ】図２７Ａは本開示の実施形態による、車両のルーフに組み込まれた、レーザーレンジファインダーと光ガイドを含む車両に統合されたレーザー分布システムの例示的な図である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは本開示の実施形態による、底仰角において広い方位角の対象範囲を持つ、車両のルーフに組み込まれた、車両に統合されたレーザー分布システムの例示的な図である。
【図２７Ｃ】図２７Ｃは本開示の実施形態による、底仰角において広い方位角の対象範囲を持つ、車両のルーフに組み込まれた、車両に統合されたレーザー分布システムの例示的な図である。
【図２８】図２８は車両のパンパー／ボンネットパネルの後方の、間接的な視野をＬＩＤＡＲに提供する車両に統合されたレーザー分布システムの例示的な図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、本技術の態様による車両搭載ビームガイドを使用して拡張されたカバレッジを有するレーザ距離計を提供するプロセスを示す。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、本技術の態様による車両搭載ビームガイドを使用して拡張されたカバレッジを有するレーザ距離計を提供するプロセスを示す。
【図３０Ａ】図３０Ａは光検知器の視野内でのレーザー反射光の位置に基づいて動的に配置された開口部を備えたレーザー測距システムのいくつかの態様を示す。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは光検知器の視野内でのレーザー反射光の位置に基づいて動的に配置された開口部を備えたレーザー測距システムのいくつかの態様を示す。
【図３１】図３１は光検知器の視野内でのレーザー反射光の位置に基づいて動的に配置された開口部を備えたレーザー測距システムのいくつかの態様を示す。
【図３２】図３２は光検知器の視野内でのレーザー光の位置に基づいて動的に生成できるいくつかの開口部を示す。
【図３３】図３３は本開示の実施形態による例示的なレーザーレンジファインダーのいくつかの構成要素を示す機能図である。
【図３４】図３４は視野内のレーザー光の位置を示すデータに基づき空間光変調器に開口部を生成する方法を示す。
【図３５】図３５は本開示の実施形態による、レーザーレンジファインダーと視野内の複数のレーザーパルスの位置を示す例示的な図である。
【図３６Ａ】図３６Ａは本開示の実施形態による、禁止領域に基づいてレーザーを操縦する方法を示す。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは本開示の実施形態による、禁止領域に基づいてレーザーを操縦する方法を示す。
【図３６Ｃ】図３６Ｃは本開示の実施形態による、禁止領域に基づいてレーザーを操縦する方法を示す。
【図３７】図３７は一つまたはそれ以上の禁止領域に基づいた信号受信およびレーザー送信器にマスクした入力信号を提供可能な禁止マスク回路を示す。
【図３８Ａ】図３８Ａは本開示の実施形態による視野内の一部の方向のレーザー光を光ガイドに迂回させるための付随アダプタを備え、それにより間接的な測距を可能にするソリッドステートＬＩＤＡＲのいくつかの図を示す。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは本開示の実施形態による視野内の一部の方向のレーザー光を光ガイドに迂回させるための付随アダプタを備え、それにより間接的な測距を可能にするソリッドステートＬＩＤＡＲのいくつかの図を示す。
【図３８Ｃ】図３８Ｃは本開示の実施形態による視野内の一部の方向のレーザー光を光ガイドに迂回させるための付随アダプタを備え、それにより間接的な測距を可能にするソリッドステートＬＩＤＡＲのいくつかの図を示す。
【図３９】図３９はＬＩＤＡＲの直接の見通しから提供された測距領域の外側の車両に関連するいくつかの領域からのレーザー反射を提供する直接視野と間接視野を備える、ＬＩＤＡＲの視野を示す。
【図４０】図４０は本開示の実施形態による、電子的に操縦されるＬＩＤＡＲの方向のフィードバック制御を提供するいくつかの構成要素を示す。
【図４１】図４１は本開示の実施形態による、選択的な光変調器を備えた電子的に操縦されるＬＩＤＡＲのいくつかの構成要素を示す。
【図４２】図  ４２は本開示の実施形態による、レーザー測距システムの視野内の象に関連する複数の検証領域を示す。
【図４３】図４３は本開示の実施形態による、例示的な一連のレーザーステアリングパラメータｓ、一連の検証位置、一連の検証データ、一連のルールと一連の結果のいくつかを示す。
【図４４Ａ】図４４Ａは本開示の実施形態によるレーザー測距システムによる例示的な走査設計方法の応用を示す例示的な図である。
【図４４Ｂ】図４４Ｂは本開示の実施形態によるレーザー測距システムによる例示的な走査設計方法の応用を示す例示的な図である。
【図４５Ａ】図４５Ａは本開示の実施形態による例示的な走査設計方法の多様な段階を示す。
【図４５Ｂ】図４５Ｂは本開示の実施形態による例示的な走査設計方法の多様な段階を示す。
【図４５Ｃ】図４５Ｃは本開示の実施形態による例示的な走査設計方法の多様な段階を示す。
【図４５Ｄ】図４５Ｄは本開示の実施形態による例示的な走査設計方法の多様な段階を示す。
【図４５Ｅ】図４５Ｅは本開示の実施形態による例示的な走査設計方法の多様な段階を示す。
【図４６Ａ】図４６Ａは本開示の実施形態による、視野内の均一に分布した一連の検証位置から集められた検証データを示す。
【図４６Ｂ】図４６Ｂは本開示の実施形態による、視野内の非均一に分布した一連の検証位置から集められた検証データを示す。
【図４７】図４７は本開示の実施形態による、一連の検証位置からの検証データの処理に基づいて視野の非均一走査を生成する過程のフローチャートを示す。
【図４８Ａ】図４８Ａは本開示の実施形態による、一連の検証領域からの検証データの処理に基づいて視野の非均一走査を生成し、それにより検証領域を更新する過程のフローチャートを示す。
【図４８Ｂ】図４８Ｂは本開示の実施形態による、一連の検証領域から周期的に収集する検証データに基づいて視野の非均一走査を生成し、それにより非均一走査生成に用いられる一連のレーザーステアリングパラメータｓを更新する過程のフローチャートを示す。
【図４９】図４９は本開示の実施形態により実行される例示的なレーザー測距走査を示す。
【図５０】図５０は本開示の実施形態による、飛行時間測定を用いたレーザー走査設計の例示的な方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
デジタル写真の光は、ローカル環境における様々な点から一度にセンサーで受信されます。それに対してレーザーレンジファインダーは、多数を順次に狙うことができるレーザパルスを生成する（例：１００，０００）ことで比較的少ないレーザー数（例：  １―６４）でのレーザー測距のＦＯＶスキャンの実行を可能にします。したがって、レーザーパルス（例：離散方向の飛行測定に対応する時間）は希少な資源であり、ＦＯＶはローカル環境でのオブジェクト詳細の境界感知に関しては多くの場合がアンダーサンプリングであると言えます。多くのライダーは、一定またはほぼ一定の角速度で機械的に回転します。このような回転ライダーは、１つ以上のレーザーを決定可能方向の範囲（例：３６０度の方位角範囲を通る各レーザー掃引）を通してスイープすることができます。このタイプの操作は、ＬＩＤＡＲ内のレーザーを動的操作するものではありません。機械仕掛けライダーの回転部分の角運動量は角速度の急激な変化を防ぎます。機械仕掛けライダー内各レーダーは、１次元の角度範囲内であれば均一に間隔をあけたレーザーパルスの生成を可能にします。多くの機会仕掛けライダーに対する角速度の選択が可能です（例：カリフォルニアのモーガン  ヒルのベロダイン社からのＨＤＬ―６４Ｅにおける５―２０Ｈｚなど）が、フォームは一定の１回転になります。
【００２５】
ＦＯＶ全体のユニフォームスキャンはシンプルなため回転ライダーに固有のものになりがちですが、ＦＯＶから最も多くの情報を収集するためには次善策だと考えられます。例えば、ＦＯＶの大部分（例：  壁や道路）は予測可能で時間不変な均質的な応答を返すことができます。最新のライダーは、毎秒２００万ポイント以上のスキャンが可能です。したがって、現代技術の実施形態ではダイナミックな方法でレーザーを操縦することによる、２００万のスキャンポイントと最も多くの情報（例：エッジや境界）の同時選択を試しているのです。
【００２６】
最近では、電子走査レーザーとフェーズドアレイレーザービームフォーミングの進歩により、ＦＯＶ内でのレーザーの動的操縦が可能になりました。Ａ操縦可能なレーザーは機械的操縦が可能（例：レーザーをリダイレクトするための移動部品を含む）または、電子的な操縦が可能（例：多方向のうちの一点でビームを作る選択的フェーズドアレイを含む）になります。この操縦可能なレーザーの開示目的は、操縦可能なレーザーがレーザービームの軌跡やパワーレベルを変更することができるレーザーの集合体（例えば、ポジショニングコンポーネントを含む）であるということです。この操縦可能なレーザーの開示目的は、操縦可能なレーザーがインプット（例：ユーザーコマンドも含む）できる場合は、ＦＯＶスキャンのコース内でのレーザービームのパワーレベルまたは軌道の変化に応答できる場合の動的操作が可能であるというこです。この動的操作レーザーの開示目的は、動的操作レーザーがＦＯＶスキャン中にレーザービームのパワーや軌道の動的調節を引き起こす操縦可能なレーザーへの入力データ（例：レーザーステアリングパラメータｓなどの指示）の提供のプロセスです。例えば、一定のスキャンレート（例えば１０度／秒）、パルスレート数（例えば１０パルス／秒）でのＦＯＶのラスタースキャンを行うように設計されたレーザー集合体は動的操縦ではありません。別の例では、過去のレーザー集合体は入力信号（例：それによるＦＯＶ内表面でのイメージ生成をする）を基にしたＦＯＶ内の不均一レーザーパルスの生成をするレーザー集合体の角速度を力学的に変更する入力信号や回路を供給することで動的操作されることができます。軌道の変化は、方向の変化（複数のパルスによって形成される方向）または速度の変化（すなわち、レーザーがＦＯＶの反対側へ向かって進む速さ）です。例えば、動的に角速度を変化させる一定の方向へのパルスレーザーのＦＯＶはパルス間隔の増減により力学的に定義されたレーザーパルス密度を生成します。
【００２７】
現在の開示における多数の回転ライダーは、１回のスキャンではレーザービームのパワーも軌道も力学的な制御ができないことから動的操縦可能なレーザーを構成していません。しかしながら、回転または機械仕掛けライダーの場合には動的操作が可能です。例えば、最終結果がＦＯＶの特定部分での不均一な密度レーザーパルスパターンを生成のガイドまたは操縦ができるシステムであることで、入力データの提供がＦＯＶのスキャン内で力学的にレーザーパルスレートを変化させる原因となる場合があります。
【００２８】
最近では、カリフォルニア州サニーベイルのＱｕａｎｅｒｇｙ社のＳ３モデルのような電子的スキャンがされたライダーの開発がされています。これらのソリッドステート電子スキャンライダーは可動部品を含んでいません。可動部には角運動量がないため、電子スキャンされたソリッドステートライダーシステムによる１つ以上のレーザーの動的操作が可能になります。
【００２９】
レーザー範囲検出システムの多くでは、レーザーの定期的な脈動がＦＯＶ内で正確なパルス位置の操作に影響を与えます。しかし、このような周期パルスレーザーは現在開示と用いることで、領域内のレーザー滞在時間の増幅による領域周囲よりも高いパルス密度の複雑形状領域の提供が可能になります。このような方法で、周期的にパルスされたレーザーはＦＯＶにより高密度で複雑な形状領域のパルスを生成します。この複雑な形状の領域の情報開示の目的は、４つ以上の直線エッジを持つ境界や、一つ以上の湾曲した部分と２つ以上の異なる曲率の半径を持つ複雑な形状の領域が挙げられます。典型的な複合領域の例としては、五角形の境界を持つ領域、楕円の周囲または車の詳細な輪郭を捉えたような六角形の境界線が挙げられます。その他のレーザー範囲検出システムは、連続的なレーザー信号の送信やレーザー光の強度を変調・検出することによって測距を行います。連続的なレーザー光線システムでの飛行時間は受信および送信されたレーザー信号間の位相差に直接比例しています。
【００３０】
１つの側面としては、動的に操縦されたレーザーレンジファインダーはＦＯＶのオブジェクト関連の境界の調査に使用が可能です。例えば、ライダーレーザーの位置に小さな変化を加えることで１００フィート離れたＴＯＦのオブジェクト境界に大きな変化を確認することができます。それに対してレーダーは、はるかに大きなビーム発散力を持っており、それゆえ、はるかに広い領域内でもオブジェクトに影響を与えます（多くの場合、オブジェクトのサイズは何倍にもなる）。したがって、ビームスキャンされたレーダーからの反射はオブジェクトからの反射を意味しており、それによってビーム操縦レーダーはオブジェクトの検出に有用にはなるものの、詳細な境界局在化を実行するためには実用的でないと考えられます。したがって、ライダービームによる大規模なビーム発散で起こるレーダー反射方向の小さな変化が、オブジェクトエッジに関する任意の実用的情報のほとんどを提供していることになります。しかしながら、対照的にレーザーのスポットサイズの多くの主要オブジェクト（人、犬、縁石）の境界は小さいままになります。本技術は、電子操縦ライダーの走査点を反復的に精製するプロセスによって、対象境界（例えば  エッジ）の力学的識別が可能になります。例えば、ライダーは二分アルゴリズムアプローチを使用して、ＦＯＶ内に存在する歩行者の境界を反復的に検索することができます。ライダーはポイント・クラウド内のポイントＰ１が歩行者との間に一貫性のあるＴＯＦを持つことができ、また歩行者と周辺環境の境界の正確な位置を推定するための角度範囲の減少（例えば、二分のアプローチで）をＰ１の左右の反復的なスキャンにより示すことが可能になります。一般的には、この手法により、ライダー内にあるレーザーの力学的構成によるポイントクラウドのＴＯＦの変化の調査、また境界定義を反復的に向上させることが可能になります。
【００３１】
図１Ａは、操縦可能なレーザアセンブリ１１５を構成するレーザーレンジファインダーシステム１０５（例：ライダーなど）を示しています。操縦可能なレーザアセンブリ１１５は、視野ＦＯＶ１３０内の１つ以上のレーザー（例：操縦可能なレーザー１２１）をスキャンします。視野１３０は、方位角（例：水平）角度範囲１４０と標高（例：垂直）の角度範囲１４５によって定義することができます。操縦可能なレーザー１２１は、ＦＯＶ１３０をスキャンし、連続方向内で複数存在する、または連続するレーザーパルス（例えばレーザーパルス１５０ａ、１５０ｂと１５０ｃ）を生成します。ＦＯＶ方向内の各レーザーパルスは、大概の場合「＋」記号で例示される。レーザーパルス（例：１５０ａと１５０ｂ）の一部は、オブジェクトによって反射されます（例：人１６０と車両１７０）。図１Ａの実施形態では、レーザーパルスはＦＯＶ内で等間隔に配置されており、隣接するレーザーパルス間の角度分離は水平方向と垂直のどちらか一方または両方において一定値となっています。従って、いくつかのレーザーパルス（例：５―６パルス）のみが、ＦＯＶを通したある程度に不均等なレーザーパレスの人口密度内でオブジェクト１６０と１７０から反映されることになります。この開示の目的のためにＦＯＶレーザーレンジファインダーの１１０は、レーザーレンジファインダーがレーザー測距測定を行うことができるすべての方向（例：標高と方位角の組み合わせ）の組み合わせとして定義することができます。
【００３２】
図１Ｂはレーザーレンジファインダー１１０が、ＦＯＶ内の１３０の操縦可能なレーザー１２１をスキャンした操縦可能なレーザアセンブリ１２０とほぼ同じ数のレーザーパルスを生成していることを示しています。図１Ｂの例では操縦可能なレーザーは境界１８０と１９０、または人１６０と車両１７０を囲む非一様で高いレーザーパルス密度を発生させるため動的に操縦（非一様でも非動的な操縦でもない）されています。操縦可能なレーザアセンブリ１２０は動的に操作されているレーザー集合体の一例であり、力学的指示を受ける回路（例：レーザーステアリングパラメータ）を含むレーザービームの方向またはパルスレートの急速に変更をするレーザー１２１を構成します。現在の技術は、レーザーステアリングパラメータの動的操縦、ガイド、指導、または増加したレーザーパルス密度または不均一なパルス密度の領域を生成するための操縦可能なレーザー（例：電子レーザーレンジファインダー）設計のための技術のいくつかの例を提供しています。レーザーレンジファインダー１１０は、レーザーパルスからの反射を検出するためのレーザー検出器１２２のさらなる設備が可能です。
【００３３】
図２Ａは、動的操縦されていない回転ライダーの特徴と特性の一部を示しています（例えば、ベロダイン社のＨＤＬ―６４ｅまたはカリフォルニア、モーガンヒル）。２１５ａａｎｄ２１５ｂ．回転ＬＩＤＡＲ２０５には、それぞれ固定対応の仰角２１５ａと２１５ｂを持つ２つのレーザー２１０ａと２１０ｂがあります。レーザーは方位角方向２１８で機械的に回転されます（すなわち、方位角０―３６０度をスイープします）。レーザー２１０ａと２１０ｂは一定の角速度で回転し、一定のパルスレートを保ちます。各レーザーは、それによって一定の仰角と共に非一様で連続的なレーザーパルス（例えばシーケンス２２２）を生成します。レーザーは、方位角の一定の角度の分離によって直前のレーザーパルスから離れた方向性を有する配列の各レーザーパルスによる予測可能な方法でＦＯＶ２２０を横断して進みます。特に、これらのレーザーは、各スキャン間で動的に角速度または脈拍数を変えるような再構成がされることはありません。例えば、シーケンス２２２の各レーザーパルスは、仰角（極角とも呼ばれる）と方位角によって球面座標上で一意に定義することができます。シーケンス２２２の場合には、各レーザーパルスは一定の仰角２１５ｂと等間隔の方位角を有する。図２Ａの場合には、１つのレーザーパルスから次（例えば角度分離２２３）までの方位角の分離の範囲は単一値になります。
【００３４】
対照的に、図２Ｂでは、レーザーを一定の角速度で回転させながらレーザのパルス周波数を変調することによって動的操縦されるＬＩＤＡＲ２０７を示しています。パルス周波数を動的に変調するようにレーザー２１０ａを構成した結果により、レーザーパルス２２４のシーケンスでは各種量より異なる１次元範囲の方向を持つということになります。なお、図２Ｂの場合には、１つのレーザーパルスから次の方向への分離（例えば角度分離２２３）には１次元範囲となり、それゆえＬＩＤＡＲ２０７は１次元で動的に操縦される事になります。シーケンス２２４の方向は１次元範囲に及びます。
【００３５】
図２Ｃの電子的操作されたライダー２３０は、パルスレートを一定に保つ間はレーザ&#8722;２３５の変調角度により動的操作されています。変化量によって異なる１次元範囲の方向を持つレーザーパルスのシーケンス２３８が、電子的操縦可能なレーザーを動的に角速度（または視野２３６のレーザーの位置）を調節するために構成した結果です。図２Ｃでは密接的パルスのグループ化のためにレーザー軌跡を減速した後、初期の通常スピードによるレーザーパルスの分離のためのスピード加速が通常分離以上になることをＦＯＶの単掃引のコースが示しています。
【００３６】
図２Ｄは、２次元レーザーを動的操作することで二次元の角度範囲にまたがるレーザーパルスのシーケンスを生成することを示しています。結果のシーケンスは、１つのレーザーから２次元の角度範囲を持っており、また各レーザーは１次元の角度範囲を持つシーケンスを生成する回転ライダｄーとは対照的になります。ライダーは、レーザーの角速度または位置を２次元（例：方位角と標高）で動的操作することで、シーケンス２４０の生成が可能なレーザーの動的操縦を構成できるようになります。このようなシーケンスは旋回する部品の角運動量により方位角上下の仰角の高速変調を防止しているため、回転ライダーによる実行は不可能になります。
【００３７】
図２Ｅは、シーケンス中で複数の方向反転を含むレーザーパルスを生成する為のレーザーの動的操作を示しています。例えば、レーザーパルスシーケンス２４２は、ＦＯＶ２４４を横切って左から右へのレーザープログレスによって開始されます。レーザーパルス２４５の後はレーザーは、正のｘ方向から負のｘ方向にレーザーの方向のｘ成分を反転するように再構成されます。レーザーパルス２４６の後には、レーザーは再び方向転換するように構成されています（すなわち、正のＸ方向に戻る）。速度を正のＸ方向に変調するだけのレーザー２３５とは対照的に、方向転換により検出された境界を越えて走査を有効にするようにレーザーを動的操作します。また、ＦＯＶ２４４スキャンの過程で方向転換と組み合わせた２次元動的操作は、レーザー２３５がオブジェクトの複雑な形状の境界に沿った動的スキャンを可能にします。
【００３８】
図２Ｆは、動的に操縦可能なレーザー（例：図２Ｅの電子的操縦可能なレーザー２３５）を操作することで、複雑な（例：スパイラル）形状を生成するレーザーパルス２５０のシーケンスを生成することを示しています。複雑なシーケンス２５０は、動的操縦されていないライダーとの使用ができません（例：単軸を中心に回転するライダーなど）。不均一な間隔で複雑な形状のシーケンスを生成する利点は、ＦＯＶ２５５でスキャンされた部分の順序を決定する機能があるということです。例えば、シーケンス２５０は最終的に回転ライダーと同様密度の領域をスキャンすることができますが、最初に周囲境界を操作して徐々にＦＯＶ２５５の中心に向かって進むことができるという利点があります。
【００３９】
図３は、ＦＯＶ１３０の残りの平均パルス密度に対してレーザーパルス密度を増加させた（例：レーザーパルス１５０ｄ）２つの高密度スキャン領域３１０ａと３１０ｂの生成に伴うＦＯＶ１３０で動的操作のレーザー１２１を示しています。他の実施例では、動的操作によりレーザーパルス密度の大きい高密度スキャン領域（すなわち、レーザー測定の数または単位のソリッド角度あたりのパルス）を、直ちに周囲の面積、ＦＯＶに対する平均レーザーパルス密度、或いは同じまたは類似の領域の前のスキャンを基準に対して相対的な生成が可能です。ソリッドステートＬＩＤＡＲ３０５は、ＦＯＶで最初に識別されたオブジェクトによってＦＯＶの動的操縦されたスキャンの実行を可能にします。（例：ＦＯＶの均一な低密度スキャンに基づく）。第二に、操縦可能なレーザアセンブリ１２０は検出されたオブジェクトを囲む領域（例えば３１０ａ）で増加したレーザーパルス密度生成の操作が可能なレーザーステアリングパラメータｓ（例：命令または構成パラメータ）を受け取ることができます。レーザーステアリングパラメータは正方形、長方形または円のような均一に定形密集したスキャン領域（例えば３１０ａ）の生成が可能です。またレーザーステアリングパラメータは、より複雑な形状の高密度スキャン領域（３１０ｂなど）の生成もできます。３１０ａなどの均一な形状の定形密集した領域を生成するレーザーステアリングパラメータは、物体の境界が不明な場合に有用です。（例：図１Ｂの人１６０の境界１８０）
【００４０】
逆に、オブジェクトの境界位置がある程度の精度で知られている場合、レーザーステアリングパラメータのセットを選択することにより、操縦可能なレーザーへより複雑な高密度スキャン領域（３１０ｂなど）を生成する指示または設定が可能になりますがこの時点ではまだ境界が含まれている状態になります。たとえば、図１Ｂの車両１７０の境界１９０は、前回のレーザースキャンデータから、外周３２０と内側の境界３３０の間にあると推定することができます。レーザーステアリングパラメータは、介在領域３１０ｂで走査線密度の実行が可能な操縦可能なレーザー１２１の設計として選択されることができます。３１０ａと３１０ｂの境界を包含する高密度スキャン領域の利点は、反射検出器によって容易に検証され、反射パルスの飛行時間またはレーザー強度の様相を測定するが可能な点です。ある実施形態では、ライダー３０５によるＦＯＸ１３０のスキャンが、ＦＯＶ平均レーザーパルス密度内で動的操縦する操縦可能なレーザーの設計によりＦＯＶの一部または全てをカバーする部分を含むことで、更に大きなレーザーパルス密度での複数の高密度領域内スキャンを可能にします。動的操作は、２次元方向の変化と方向転換を含む各高密度スキャン領域内のレーザーパルスシーケンスの生成が可能です。
【００４１】
動的操縦  レーザーレンジファインダー
図４Ａは、この開示の実施の形態に従って動的操縦されたレーザーレンジファインダー４０５の代表的な幾つかの構成要素を例示しています。レーザーレンジファインダー４０５は操縦可能なレーザアセンブリ４０６を含んでいることとします。レーザーレンジファインダー４０５は、センサーデータを受信し、そのセンサーデータに基づいてレーザーステアリングパラメータを生成するレーザーステアリングパラメータジェネレータ４１０を含むこととします。センサーデータは、センサーデータ処理機４７５またはセンサーから直接受信されます。センサーデータは、ローカル環境の複数の側面を示すことができます。レーザーステアリングパラメータ発電機４１０は、レーザーステアリングパラメータ（例：命令）生成された情報を操縦可能なレーザアセンブリ４０６にパラメータ送信する機能にもなります。レーザーステアリングパラメータ発電機４１０は、各レーザーステアリングパラメータを受信した際に操縦可能なレーザアセンブリ４０６がレーザーステアリングパラメータの受信に対して適切な実行または反応するように、パラメータを適時に送信する設定が可能です。また、レーザーステアリングパラメータは操縦可能なレーザアセンブリ４０６の使用により、一定期間にわたって実行されるひとまとまりの命令ファイルの送信が可能です。
【００４２】
操縦可能レーザーアセンブリ４０６は、１つまたは複数のレーザー発電機４２０およびレーザーポジショナー４３０の設備が可能です。複数のレーザー発電機４２０（多くの場合は”レーザー”に短縮）は、レーザーポジショナー４３０によって調節されたＦＯＶ内の複数の場所にて複数のレーザービームを生成する（例：ビーム４３５）レーザーダイオードが可能です。レーザーポジショナー４３０は、レーザーステアリングパラメータに基づいて複数のレーザービーム（例：ビーム４３５）を操縦する機能を果たします。レーザーポジショナー４３０は、レーザー発電機４２０から機械的にレーザービームを操縦することができます。回転ライダーは、通常機械的に操縦されたレーザーポジショナーを使用します。模範的な機械的に操縦されたレーザーポジショナー４３０は、複数のレーザー発電機に対する光学部品の移動をするステッピングモーターや誘導電動機などの機械的な手段を含みます。模範的な機械レーザーポジショナーの光学部品としては、複数のミラー、ジンバル、プリズム、レンズおよび回折格子が挙げられます。音響および温度は、複数のレーザー発生器４２０に相対的なレーザーポジショナー４３０の光学素子の位置をコントロールするためにも用いられています。レーザーポジショナー４３０はまた、ソリッドステートのレーザーポジショナーとしての機動が可能で可動品もなく操縦可能な入射光レーザービームの代わりにＦＯＶ内でのアウトプット方向へ操縦可能な電子的手段のレーザービームを使用できます。例えば、電子操縦可能なレーザアセンブリは入射したレーザビームを多数の部分へと分割するための複数の光学スプリッタ（例：分岐、方向性結合器、またはマルチモード干渉カプラー）のソリッドステートレーザーポジションを確保することが可能です。その後その入射されたレーザビームは、各部分が選択可能量に従って遅延になったとして（例：波長の一部分で部分が遅れたなど）遅延線データに送信されます。また、遅延線データは波長調整の提供（例：入射レーザビームからわずかに異なる波長の識別）が可能です。入射したレーザービームの可変遅延部分を組み合わせることで複数の遅延線によって創られた遅延のパターンが確認でき、それによって、少なくとも部分的に定義した角度からの出力レーザビームの作成ができるようになります。複数の遅延線データの作動機構としては、熱光学作動、電気光学作動、電気吸収作動、磁気光学作動または液晶作動が可能です。レーザーポジショナー４３０は、国防高等研究計画局の短距離で広い視野のある非常に機敏な電子的操縦のフォトニックエミッター（掃除機）のようなチップスケールの光走査システム上の複数のレーザー発電機４２０と組み合わせることができます。レーザーポジショナー４３０はまた、米国特許９１２８１９０でウルリッヒらに開示された電気機械ミラーの配列のような一つ以上の電気機械ミラーにもなりえます。この開示の目的は。操縦可能なレーザアセンブリ（例：図４ａの４０６）は、レーザーポジショナー（例：ポジショナー４３０）が視野のスキャンコース内でレーザーパルスを動的操縦することができる場合にのみ、動的操縦が可能なレーザーアセンブリーと見なされます。ある実施形態では、動的操縦レーザーアセンブリーは、ＦＯＶのスキャン中に命令を処理する回路（例：レーザーステアリングパラメータ）に加え、スキャン中の１つ以上のレーザーパルスへの指示の再構成が可能な機械的または電子チューニング部分を備えたレーザーポジショナー回路も備えています。たとえば、操縦可能なレーザアセンブリは６４のレーザーと単純回転のミラーを含むレーザーポジショナーの装備が可能です。対照的に動的操縦レーザーアセンブリーは、６４のレーザーを持つことは可能ですが、光ビームステアリング配列によりＦＯＶのスキャン中に提供される命令構成（例：レーザーステアリングパラメータ）に基づいたレーザーの各々からのレーザパルス操縦になります。
【００４３】
レーザーレンジファインダー４０５は、標的サブアセンブリ４３８のさらなる装備が可能です。標的サブアセンブリ４３８は、光検出器４５０（例：フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、ピンダイオードまたは電荷結合デバイスＣＣＤｓ、単一光子アバランシェ検出器（ＳＰＡＤｓ）、ストリークカメラ）を含む光検出器４４０の装備ができます。光検出器４５０は、ＣＣＤ配列やＩｎＧａＡｓ配列などの２Ｄ光検出配列にすることも可能です。検出器４４０は、光電流を電圧信号に変換するための信号増幅器および調節装置４５２（例：オペアンプまたはトランスコンダクタンスアンプ）をさらに生成します。標的サブアセンブリ４３８は飛行計算回路４５５（例：位相コンパレータ）や強度電卓４６０のような回路生成が可能です。操縦可能なレーザアセンブリ４０６は、出射レーザービームの方向内で指摘され、反射光が来ることが予想されるＦＯＶ狭い部分に焦点を当てることができるような探知機４４０やＴＡ４０６との同一場所への設計が可能です。
【００４４】
操縦可能レーザーアセンブリ４０６は飛行計算機４５５の時間を含むことで、レーザーパルスに関連付けられる物体への飛行とリターンにかかった時間の計算が可能です。また飛行計算機４５５の時間は発信レーザービームの位相と反射波の位相角を比較し、飛行時間を推定するためにも機能することができます。さらに飛行計算機４５５は、反射光子から生じるアナログ信号をデジタル信号に変換するためのアナログ―ディジタルコンバータを含むことも可能です。レーザーレンジファインダー４０５には、反射光の強度を計算する強度計算機４６０の装備が可能です。レーザーレンジファインダー４０７は、レーザー反射４４５に関連付けられた３ｄ位置を計算するための３Ｄ位置計算機４６４のさらなる設備が可能になります。
【００４５】
レーザーレンジファインダー４０５は、飛行計算機４５５と強度計算機４６０または３Ｄ位置計算機４６４の時間からデジタル化されたデータ収集のためのデータアグリゲータ４６５を含むことができます。データアグリゲータ４６５は、発信機４７０またはセンサーデータプロセッサー４７５のパケットへのデータのグループ化が可能です。レーザーレンジファインダー４０５はデータパケットを送信する送信機４７０を含むことができます。発信機４７０は、イーサネット、ＲＳ２３２、８０２．１１などのさまざまな有線またはワイヤレスプロトコルを使用して、データを処理サブアセンブリ（コンピューターやリモートのセンサーデータプロセッサーなど）に送信し、さらに分析することができます。
【００４６】
レーザーレンジファインダー４０５はセンサーデータの処理、またＦＯＶ内の一部またはすべての特徴あるいは分類の識別のためのセンサーデータプロセッサー４７５の装備が可能です。たとえば、データプロセッサ４７５は特徴識別子４８０の使用による、ＦＯＶ内のオブジェクトの境界やエッジなどの特徴識別が可能です。データプロセッサ４７５は、特長識別子４８５を使用した境界あるいはエッジがある領域の識別ができるようになります。同様に、分類器４９０はセンサーデータのパターンを使用したＦＯＶ内のオブジェクトの分類識別ができます。たとえば、分類子４９０は、オブジェクトメモリ４９５に格納されている以前に記憶したオブジェクトや特性のデータベースを使用して、車両、歩行者、または建物などからのデータの一部を反射パルスから分類することができます。図４Ａの実施例では、センサーデータプロセッサー４７５が操縦可能なレーザアセンブリの近く（例：同じ包囲の中）に位置する場合には有線または無線リンクを介して反射データの送信無しでのセンサーデータ（反射範囲など）処理が可能になります。図４Ａは、距離データをセンサーデータプロセッサーに送信する際の長距離通信リンク（例：イーサネット）に潜伏関連する埋め込み型プロセスアーキテクチャの一例です。
【００４７】
図４は、この開示の実施形態に従って動的操縦されたレーザーレンジファインダー４０７の構成要素を示しています。本実施例では、データ処理およびレーザーステアリングパラメータ生成コンポーネントは、その操縦可能なレーザアセンブリ４０６から離れた場所に配置しています。操縦可能なレーザアセンブリ４０６は、１つまたは複数のレーザー（例：レーザー発生器４２０）、およびポジショナー４３０を含むことができ、またこの場合レーザーステアリングパラメータの処理に基づくレーザー光発電機からの動的操縦するレーザービームの回路は含まれます。レーザーレンジファインダー４０７は、離れた場所に配置するレーザーステアリングパラメータジェネレータ４１０からレーザーステアリングパラメータを受信する受信機４１５を含みます。受信機４１５は、有線または無線受信機とイーサネット、ＲＳ２３２または８０２．１１などの様々な通信プロトコルの実施が可能です。送信機４７０は、飛行計算機４５５の時間、強度電卓や３次元位置計算機４６４（図４ａＡ）から遠隔地データアグリゲーター４６５にデータを送信することができます。
【００４８】
図５は、本開示の幾つかの具体例に基づくレーザーレンジファインダー５１０のある構成要素を示しています。レーザーレンジファインダー５１０はプロセスと操縦可能なレーザーアセンブリを連結するため、処理サブアセンブリ５２０、動的操縦のレーザアセンブリ５０５、また通信リンク５３０を含みます。処理サブアセンブリ５２０は１つ以上のプロセッサー（図４Ａおよび４Ｂのセンサーデータプロセッサー４７５など）や、イーサネット、ＲＳ４８５、光ファイバー、ｗｉｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＣＡＮＢＵＳまたはＵＳＢなどの１つ以上のトランシーバ（受信機４１５および送信機４７０を含むトランシーバなど）を含むことができます。サブアセンブリ５２０の処理には、コンピューターで読み取り可能なストレージメディア（フラッシュメモリやハードディスクドライブなど）を使用したリモートミラー（例：道路反射鏡）の検出と利用の方法の格納も可能です。動的操縦可能なレーザーアセンブリ５０５は、レーザー発電機４２０およびレーザーポジショナー４３０のレーザーステアリングパラメータに基づいた視野の中の１つ以上の地点でレーザー光線の操縦を含んでいます。レーザーポジショナー４３０は、１つ以上の光遅延線や音響または熱ベースのレーザーステアリング要素を含むことができます。ソリッドステート操縦可能なレーザアセンブリレーザーポジショナー４３０は指示（例えば、レーザーステアリングパラメータ）を受け取る機能があり、それによりレーザービームの一部分を遅らす（すなわち、レーザービームをコピーする際に位相差を作成する）ことで、そのレーザービーム部分とＦＯＶ内に位置された出力ビームを組み合わせます。メカニカルレーザーポジショナー４３０は、レーザーステアリングパラメータに基づいた入力信号（ステッパーモーターのＰＷＭ入力など）を受信することで、ミラーをＦＯＶ方向にレーザーを標的にし、Ｔミラーまたはミラーの位置操作可能要素となることができます。操縦可能なレーザアセンブリ５０５もまた、光センサー（複数）４５０のような成分を含む検出器４４０、飛行計算機４５５、光強度算出部４６０及び３Ｄ位置を含むことができます。操縦可能なレーザアセンブリ５０５は、イーサネット、ＲＳ４８５、光ファイバー、Ｗｉ―Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＣＡＮＢＵＳ、またはＵＳＢトランシーバなどのトランシーバ（受信器４１５や送信機４７０など）を含むことができます。通信リンク５３０は、有線リンク（イーサネット、ＵＳＢまたは光ファイバーケーブルなど）またはワイヤレスリンク（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  トランシーバのペアなど）にすることができます。通信リンク５３０は、処理サブアセンブリ５２０から操縦可能なレーザアセンブリ５０５へのレーザーステアリングパラメータまたは同等の命令の転送が可能です。通信リンク５３０は、操縦可能なレーザアセンブリから処理サブアセンブリ５２０への転送が可能です。
【００４９】
図６Ａは、技術面によるレーザーステアリングパラメータの模範例を示しています。レーザーステアリングパラメータ６０１のセットには、６０２が示すような一つ以上のレーザーステアリングパラメータ適用開始位置を含みます。開始位置６０２は、関連する測定単位を持つデカルト座標系の点（例：右に２０ｍｍ、視野の左下隅の右下隅より２０ｍｍ）とします。この場合複数のレーザーレンジファインダーＦＯＶは、ＦＯＶの原点に相対する角度位置の点と説明されています。たとえば、始点を水平方向に＋３０度、垂直方向に１０度にするとＦＯＶ内の点が示されます。
【００５０】
レーザーステアリングパラメータは領域幅６０４または領域の高さ６０６が可能です。その幅と高さは、ＦＯＶ内の度数で表されます。レーザーステアリングパラメータの模範的なセットは開始位置、領域の幅および領域の高さの４つの側面のＦＯＶ内での領域定義が含まれています。レーザーステアリングパラメータの他の模範的なレーザースキャンスピード６１４、レーザーパルスサイズ６１６（例：ライダー出口におけるレーザーパルスの横断区域、レーザーパルス６１８の数、またはパルス強度といったような領域内でのスキャン適応方法を含みます。
【００５１】
レーザーステアリングパラメータは、領域の境界を定義する１つ以上の領域境界６０８とします。例えば、図６Ｂの領域６２０は、アウトバウンド３２０とインナーバウンド３３０とすることで定義できます。Ａ操縦可能なレーザーは、領域の境界６０８によって定義された領域６２０内で密度の増加（例：低速のスキャン速度と一定のパルスレート）を利用したスキャンの指示が可能です。
【００５２】
レーザーステアリングパラメータは、１つ以上のレーザーパルス位置６１０であるとします。パルス位置６１０は、ＦＯＶ内の対向位置に移動することで操縦可能なレーザーへの指示の提供が可能になルコとで１つ以上のレーザーパルスを生成します。このような例では、レーザーはある場所から別の場所へと操縦される間にレーザービームを生成し、またレーザーパルスの位置する場所で一定期間留まることも可能になります。他の実施形態では操縦可能なレーザーはこれらの位置６１０を使用することで、定義された位置への離散パルスの生成が可能です。このような実施形態では、レーザービームを離散パルス位置で生成することで、一定期間のパルス位置への滞留が可能になります。図６Ｃでは、複数のレーザーパルス位置がパルス６３０のパターンを形成しています。レーザーステアリングパラメータは、方向変化の実践ができる操縦可能なレーザー（例：図１Ａの１１５）のようにＦＯＶでポイントを定義することができる１つ以上のパスウェイポイント６１２の機能となることも可能です。図６Ｄは、パスウェイポイント（例：ウェイポイント６１２）によって定義され、操縦可能なレーザー１１０の指示に使用される２つの典型的なパス６４０と６５０を示しています。この技術を持つ人々にとっては、レーザーステアリングパラメータが不均一なパルス密度に同等またはほぼ同等の領域を生成することができる技術を保有していることは明らかです。たとえば、以下のようにレーザーステアリングパラメータの異なる条件を組み合わせてみると、図６Ｂの領域６２０、図６Ｃのパルス６３０のパターン、パス６４０と６５０ではレーザーパルス密度の増加または不均一領域が生成されます。
【００５３】
図７は、レーザーステアリングパラメータの精緻化を反復して行い、それによって視野内に存在する物体の境界線を段階的に局所化するプロセスを示す。初期レーザーステアリングパラメータセットはレーザパルス分布７０２ａを生成するために使用される。図７は、繰り返し境界特定（ＩＢＬ）の例を示し、ＦＯＶの走査を数回実施するにしたがい、物体（例えば、車両１７０の境界線１９０）の境界線が、ＦＯＶの一部の範囲に、より小さく、もしくは、より絞り込まれて局在化する。飛行時間演算処理装置４５５および反射強度演算処理装置４６０を含む反射光検出装置（例えば、図４の４５０）によって測定された反射光の特性に基づいて反射光のデータセット７０５ａが収集される。図７の実施形態では、車両１７０の境界線の外側に位置する反射に対しては、「０」を反射光のデータセットに与え、境界線２２０の内側に所在を示すＴＯＦを記録したレーザパルスに対しては、「１」を与え簡素化する。この開示の目的のために、境界領域はＦＯＶ内に存在する物体の境界線を包囲する視野領域とすることができる。例えばレーザ測距データが物体（例えば、車両１７０）と一致するＴＯＦに明瞭な変化を示す場合、前記物体の境界線を含むすべての計測点を包囲する境界領域７１０ａを算出することができる。この場合、境界領域は、ＦＯＶ内に存在する物体境界線のすべての可能な計測点を包囲することができる。反射光データセット７０５ａに基づいて、境界領域７１０ａを決めることができ、境界線１９０を含む判明している複数の計測点の周囲に基づいて境界領域を選択することができる。境界領域７０５ａは前記レーザパルス分布によって生成された第の高密度走査領域よりも縮小できる。この高密度走査領域に対する境界領域の縮小は、反射光データ点７０３のように、いくつかの反射光データ点が車両１７０の境界線１９０に近接しないことに起因する。境界領域７１０ａはレーザパルス分布７０２ｂを生成するために、操縦可能なレーザーを誘導するレーザーステアリングパラメータの生成に使用できる。第２のレーザパルスセット７０２ｂによって生成された高密度走査領域３１０ｄは境界領域７１０ａと同様な形状を有することがある。このプロセスは、第２のレーザパルスセット７０２ｂを使用して繰り返され、第２の反射光データセット７０５ｂを得ることができる。第２の反射光データセット７０５ｂは、さらに小さな境界領域７１０ｂを示し、レーザーステアリングパラメータを精緻化するのに使用され、それによって第３のレーザパルスセット７０２ｃを生成することができる。レーザパルス分布７０２ｃは、高密度走査領域３１０ｅの外周の内側に位置することができる。このプロセスを繰り返し、Ｎ番目の反射光データのセット（例えば、第３の反射光データセット７０５ｃ）から物体の境界線７２０（例えば、車１７０）を推定することが可能となる。図７の例では、最終的な推定境界線は、物体の境界線の内側にある計測点と物体の境界線の外側にある計測点との中間に位置する外周を選択することによって得ることができる。レーザーステアリングパラメータの精緻化は、境界線の外側と内側にある計測点間の距離が距離要件を満たすまで（例えば、すべての位置で境界線は５０ｍｍ以内に局在化される）繰り返すことができる。
【００５４】
１つの実施形態では、最後に取得した反射光データセットをそれ以前に取得した１つまたは複数の反射光データセットと統合して、統合した反射光データセットを生成することができる。前記統合した反射光データセットに基づいてレーザーステアリングパラメータセットを修正または選択することができる。同様に、前記統合した反射光データセットは、物体の境界線を含む領域の識別を果たす修正境界領域を判定するために処理できる。次に前記修正境界領域を使用してレーザーステアリングパラメータを生成又は精緻化し、レーザーステアリングパラメータはレーザビームを動的に誘導し、修正境界領域の形状及び位置を有する高密度走査領域を生成する（例えば、操縦可能なレーザーを構成する）。
【００５５】
図８は、第１のデータセット７０５ａおよび第３のデータセット７０５ｃに対して、推定境界線を得るために共通の基準の適用を示し、それによって推定境界線８１０および７２０を各々得る。レーザーステアリングパラメータを繰り返し精緻化することにより、最初に得る推定境界線８１０に対してより精密な推定境界線７２０を得ることができることが理解できる。
【００５６】
図９は機能図を示し、様々なソースのうち１つまたは複数のセンサデータを使用して、操縦可能なレーザー用のレーザーステアリングパラメータを生成する。ＦＯＶ１３０内の均一なレーザ走査パターンは、周辺の環境から、もしくは周辺環境に関するセンサデータに基づいて、１つまたは複数のレーザーステアリングパラメータセットによって拡張、絞り込み、または置き換えることができる。例としてカメラ９１０ａから得られる画像データを処理、分類装置４９０で人物として検出、それによってレーザーステアリングパラメータ６０１ｃを生成するなどの事象駆動によるレーザーステアリングパラメータの選択を含むことができる。レーザーステアリングパラメータ６０１ｃは、人物の輪郭に対応した走査経路９５０を含み１回目のデータによって示されるＦＯＶ１３０内の部分的にまたは位置に適用することができる。またレーザーステアリングパラメータは、事象が発生する確率に基づくこともできる。例えば、ＧＰＳ受信機９１０から得られるＧＰＳセンサデータを利用すれば、前記のレーダ測距システム（例えば、図１Ｂの１１０）は市街地に位置していることがわかる。前記システム（例えば、図１Ｂの１１０）は、歩行者、交差点、障害物のある通り、狭い通りなど市街地における、危険な事態が発生する確率を考慮し、動的にレーザを誘導することができる特定のレーザーステアリングパラメータセット（例えば、都市レーザーステアリングパラメータｓ６０１ｄ）を保存および導入できるようプログラム化できる。同様に、センサデータ処理装置４７５は、気象センサ（例えば、降雨センサまたは温度センサ）または照度センサから気象データを受信することができる。センサデータ処理装置４７５またはクラス分類処理装置４９０は、前記気象データを処理し、その気象データに基づいて昼／夜のパラメータ６０１ｅなどのレーザーステアリングパラメータセットを生成するようにレーザーステアリングパラメータ生成装置４１０に処理命令を出すことができる。例えば、路面が濡れている状況では、車の停止距離の増加を考慮して、遠方の障害物を検出するように作られたＦＯＶの領域にレーザパルスの照射を集中させることができる。
【００５７】
一般的に、広範囲なセンサデータをカメラ９１０ａ、車間トランシーバ９１０ｂ、ＧＰＳ受信機９１０ｃ、ＲＡＤＡＲ９１０ｄ、ＬＩＤＡＲ９１０ｅ、赤外線センサ（ＰＩＲ）９１０ｆ、音検出センサ９１０ｇおよび気象・環境センサ９１０ｈなどの様々なソースから収集することができる。このセンサデータは、データ処理装置４７５で処理後、クラス分類処理装置４９０で分類され、レーザーステアリングパラメータ生成装置４１０に与えられる。レーザーステアリングパラメータ生成装置／修正装置４１０は、６０１ａのような車両の側面を示す分類に対応して既定義されたレーザパルス点のパターン（例えば、パターン９２０）を含むセンサデータに基づいて多くのレーザーステアリングパラメータセットを生成することができる。別の例示としてレーザーステアリングパラメータセット６０１ｂは、乗用車の後部を示す分類またはセンサデータに対応する領域９４０を定義することができる。前記乗用車の後部に関連する特徴が存在するか否かを判定するために、高密度レーザパルスのパターンで領域９４０を走査することができる。
オペレーション
【００５８】
図１０Ａは本開示の実施形態にしたがって、センサデータに基づいてレーザーステアリングパラメータを選択し、前記レーザーステアリングパラメータに基づいて動的にレーザを誘導するプロセス１０００のフロー図である。ブロック１０１０において、方法１０００が開始する。ブロック１０２０において、周囲の環境に関して、１つまたは複数の特性を示すレーザを有するレーザーレンジファインダーのセンサデータを得る。ブロック１０３０において、センサデータに基づいてレーザーステアリングパラメータセットを得る。ブロック１０４０において、レーザをレーザーステアリングパラメータセットにしたがって動的に誘導し、視野内の方向の順番にレーザパルスセットを生成する。ブロック１０５０において、レーザーレンジファインダーは、レーザパルスセットに対する反射光から得る１つまたは複数の特性を測定し、それによって反射光データを生成する。ブロック１０６０において、方法１０００が終了する。
【００５９】
図１０Ｂは本開示の実施形態にしたがって、データに基づいてレーザーステアリングパラメータを選択し、前記レーザーステアリングパラメータに基づいて動的にレーザを誘導するプロセス１００１のフロー図である。ブロック１０１５において、１つもしくは複数の操縦可能なレーザーを有するレーザーレンジファインダーが視野内の最初のセットの方向に対して第１のレーザパルスセットを生成する。ブロック１０２５において、レーザーレンジファインダーは、第１のレーザパルスセットに対する反射光から得る１つもしくは複数の特性を測定する。ブロック１０３５において、レーザーレンジファインダーは、少なくとも部分的に最初のデータに基づいてレーザーステアリングパラメータセットを生成する。ブロック１０４５において、レーザーステアリングパラメータセットに基づいてレーザーレンジファインダーは、少なくとも１つもしくは複数の操縦可能なレーザーを動的に誘導し、それによって、視野内の第２の１つもしくは複数の位置に向けて、第２の１つもしくは複数のレーザパルスを生成する。ブロック１０５５において、レーザーレンジファインダーは、第２の１つもしくは複数のレーザパルスに対する反射光から得る１つもしくは複数の特性を測定し、第２のデータを生成する。１つの例では、周囲の環境から得られるセンサデータは、第１の車両からの車々間通信データでも良い、この車々間通信データは第２の車両に設置したＬＩＤＡＲにレーザーステアリングパラメータセットを取得または生成させ、ＬＩＤＡＲのレーザを動的に誘導または配置して、不均一にＦＯＶを走査する。
【００６０】
関連する第２の実施形態のグループでは、ＦＯＶに対して動的に誘導した不均一なＬＩＤＡＲ走査をターゲット時間内に完了する方法を開示する。ＦＯＶのＬＩＤＡＲ走査を完了するための時間ターゲットは周囲の環境から得られるセンサデータと統合することができ、ＬＩＤＡＲを動的に誘導可能に設定できるＴＩを生成する。レーザーステアリングパラメータ（例えば、レーザへの命令）は周囲の環境から得られる情報ならびに、少なくとも部分的には走査を完了させる時間ターゲットに基づいて選択される。このようにして、レーザ測距測定の密度を調整して、ＦＯＶ全体またはＦＯＶ内で指定した範囲をターゲット時間内に確実に走査できるようにする。第１のＦＯＶ走査中に、ＦＯＶの領域が特定できる。第２のＦＯＶ走査の間、前記特定された領域に対して、平均レーザパルス間隔よりも短い点間距離で高密度での走査を実行できる。領域の形状および走査点密度は、適正な時間内に走査を完了するための要件に基づいて選択することができる。
【００６１】
レーザーステアリングパラメータ値（例えば、レーザへの命令）は周囲の環境から得られる情報ならびに、少なくとも部分的には走査を完了させる時間ターゲットに基づいて選択される。このようにして、レーザーステアリングパラメータはＬＩＤＡＲを設定し、レーザパルスのシーケンスを生成し（例えば、分類、判明した物体の境界線もしくは位置に基づいて）かつ走査がターゲット時間内もしくは目標とするレーザパルスのターゲット回数内で確実に完了することができる。ＦＯＶの１回目の走査中に、ＦＯＶの領域を特定することができる。レーザーステアリングパラメータは少なくとも部分的には、ターゲット時間かつ部分的に特定された領域に基づいて生成される。第２の走査中に、レーザーステアリングパラメータにしたがってレーザを動的に誘導し、平均レーザパルス間隔よりも短い点間距離で高密度走査を実行する。
【００６２】
関連する実施形態では、レーザーレンジファインダーの処理サブアセンブリ（例えば、図５の５２０）により得られた１回目のデータはＦＯＶ内に存在する１つまたは複数の注目する物体（例えば、車両、自転車を運転している人、歩行者）の領域を識別することができる。前記処理サブアセンブリは、ＦＯＶの不均一なレーザ測距走査を完了するためのターゲット時間に基づいて操縦可能なレーザアセンブリを構成することができる。場合によっては、１回目のデータは高密度走査領域を特定することができ、各領域に対してレーザパルス密度（角度範囲当たりのパルス数）、走査速度、ドエルタイムを制御する高密度走査領域用のレーザーステアリングパラメータを生成するためにターゲート時間を使用することができる。
【００６３】
１つの例では、レーザ測距システム（例えば、ＬＩＤＡＲ）は、レーザ反射光に基づいて飛行時間境界線（例えば、物体の輪郭）を識別し、その境界線を調べるために複雑なレーザの軌跡を用いてレーザーステアリングパラメータセットを生成する。レーザーステアリングパラメータは、動的に誘導する追加のレーザパルスを用いて、境界線の局在化作業の停止をするタイミングを決める基準となるが、それを生成するのにターゲット時間を使用することができる。例えば、１００ミリ秒でレーザ測距スキャンを完了するために、レーザーレンジファインダーシステムは、境界線が０．５度の方位角範囲にある時、その境界線の局在化は十分であると命令するレーザーステアリングパラメータを生成することができる。レーザーステアリングパラメータが、ターゲット時間の存在または値に基づいて演算処理、選択、設定されている場合、レーザーステアリングパラメータはターゲット時間に基づくことができる。
【００６４】
１つの実施形態において、レーザ測距システムによって実行される方法は以下の構成となる。まず、周辺の環境に１つまたは複数の特性を示す第１のデータを、レーザを有するレーザーレンジファインダーから取得し、２に、レーザ測距走査を完了させる時間ターゲットを得る。第３に、本方法は、第１のデータ及び少なくとも部分的に時間ターゲットに基づいてレーザーステアリングパラメータを得る。第４に、本方法は、レーザーステアリングパラメータセットにしたがってレーザ動的に誘導することにより、視野内の走査を実行し、方向の順番にレーザパルスセットを生成する。第５に、この方法は、レーザパルスセット対する反射光から得る１つまたは複数の特性を測定しそれによって反射光データを生成する。最後に、この方法は、ターゲット時間内にレーザ測距走査を完了させる。
【００６５】
図１０Ｃは方法１００２のフロー図を示し、本開示の実施形態にしたがって、走査を完了するためにセンサデータと時間ターゲットに基づいてレーザーステアリングパラメータを選択し、そのレーザーステアリングパラメータに基づいて動的にレーザを誘導するものである。
【００６６】
ブロック１０２０において、周囲の環境の１つまたは複数の特性を示す、レーザを有するレーザーレンジファインダーのセンサデータを得る。このセンサデータは、ワイヤレス信号（例えば、他の車両から）で取得することができ、レーザーレンジファインダーを設置する同じ車両上のセンサから得てもよく、レーザーレンジファインダーによって、またセンサデータを含むメモリから取得してもよい。ブロック１０２３において、少なくとも視野の一部領域を走査するための時間ターゲットを得る。時間ターゲットは、ＦＯＶ全体の走査の合計時間（例えば、１００ｍｓ）とすることができる。ブロック１０３３において、センサデータおよびターゲット時間に基づいてレーザーステアリングパラメータセットを得ることができる。レーザーステアリングパラメータセットは、演算処理、選択、またはメモリアクセスによって得ることができる。例えば、図１Ａの人物１６０と車両１７０の識別に応じかつ、ＦＯＶを０．１秒で走査する時間ターゲットの取得に応じるのに、レーザーレンジファインダーは、図１Ｂの人物１６０および車両１７０を取り囲む２つの高密度走査領域を走査するレーザパルス密度および軌道を決定することができる。１つの例では、ＦＯＶ内に注目する物体があることを示すセンサデータを使用して、高密度走査領域のサイズを定義するレーザーステアリングパラメータを生成することができる。さらに、時間ターゲットは、高密度走査領域内での角速度（したがって、レーザパルス密度）を定義するレーザーステアリングパラメータを生成するために使用することができる。
【００６７】
ブロック１０４３において、レーザーステアリングパラメータセットにしたがって、レーザを動的に誘導し、ターゲット時間内に視野を走査する方向の順番にレーザパルスセットを生成する。ブロック１０５０において、レーザパルスセットに対する反射光から得る１つもしくは複数の特性を測定して、反射光データを生成する。
【００６８】
関連する第３の実施形態のグループでは、ＦＯＶ内の注目する物体や領域を識別し、識別された物体の相対的な重要度によって動的にＬＩＤＡＲリソース（例えば、レーザパルス数または密度）を割り当てることにより動的にＬＩＤＡＲを設定する方法を開示する。１つの実施形態では、レーザ測距システムは、ＬＩＤＡＲで周辺の環境からのセンサデータを取得し、それにより、複数の物体を識別する。次にレーザ測距システムは複数の物体それぞれに、１つもしくは複数の重みを割り当て、その重みはＬＩＤＡＲのＦＯＶのレーザ距離測定値を不均一に配分するように機能する。レーザ測距システムはレーザーステアリングパラメータ（例えば、ＬＩＤＡＲ内の操縦可能なレーザーを動的に設定する処理命令）を生成するために、重みを使用し、レーザーステアリングパラメータに従って、ＬＩＤＡＲ内の操縦可能なレーザーを動的に誘導する。それによって、本方法は動的にＬＩＤＡＲを誘導して、識別された物体の相対的重要度に基づいてレーザ測距測定の不均一な密度のパターンを生成することができる。
【００６９】
１つの例では、動的Ｔ３を有するＬＩＤＡＲは、１つの重要な物体を示し、他に重要な物体は示さないＦＯＶからセンサデータを収集してもよい。ＦＯＶ内で前記物体を囲む領域内に水平掃引０．２度当たり１つのレーザパルスの密度で、物体を含む領域の外側は水平掃引１度当たり１パルスの密度のレーザを誘導するためのレーザーステアリングパラメータを生成することができる。後で同等の重要度を有する３つ物体（例えば重み付け）がＦＯＶ内で検出された場合、レーザーステアリングパラメータは、前記３つの各物体を囲む領域に対して水平掃引０．５度当たり１つのパルスを生成するように変更することができる。したがって、本開示の実施形態は、の割り当て優先順位または重みに基づいてレーザパルスを配分することができる。重みは相対的な重であり、第１の物体に割り当てられた重みは少なくとも部分的に第２の物体に割り当てられた重みに基づいている。例えば、重みは、最初に各物体に重みを割り当て、複数の物体を作成し、その後、各物体の重みを複数の各物体の重みの合計で除算することにより、正規化することができる。関心を引く、または動作の変化を示す物体（例えば、動き、ＦＯＶに出現、関心を引く分類）には高い重みを割り当てることができ、したがってレーザーステアリングパラメータセットに基づいて、より高いレーザ測距測定の密度を割り当てることができる。ＦＯＶ内の複数の物体または領域にそれぞれに割り当てられた重みを使用して、個別に設定した密度、高密度走査領域形状、レーザビーム軌道、強度、スポットサイズまたはＬＩＤＡＲ内の操縦可能なレーザーが再走査する領域または物体と、その周期を有するレーザーステアリングパラメータセットを生成することができる。
【００７０】
図１０Ｄは本開示の実施形態にしたがって、識別された物体に割り当てられた１つもしくは複数の重みに基づいてレーザーステアリングパラメータを選択し、そのレーザーステアリングパラメータに基づいて動的にレーザを誘導する方法１００３のフロー図である。
【００７１】
ブロック１０２０において、周囲の環境の１つまたは複数の特性を示す、レーザを有するレーザーレンジファインダーのセンサデータを得る。センサデータは、レーザーレンジファインダーにより検出、共通の車両上にある他のセンサにより検出もしくは、センサデータのデータベースから車両の位置に基づいてルックアップをすることができ、ワイヤレス信号で受信することができる。
【００７２】
ブロック１０２４において、センサデータは、周囲の環境にある複数の物体を識別するように処理される。ブロック１０２６において、複数の個別の識別物体に対して、１つもしくは複数の重みを割り当てる。重みの割り当ては、動き、物体の分類、物体の軌道を識別するセンサデータの処理に基づいて行うことができる。重みの割り当てはルックアップ作業（例えば、レーザーレンジファインダーから１０メートル以内の範囲にある、すべての物体に５の重みを割り当てるなど）に基づいて行うことができる。別の例では、第１の物体は、車両として識別ができ、センサデータは、車車間（Ｖ―Ｖ）通信信号でもよく、車車間通信信号を処理した結果、物体（すなわち車両）には、１０の重みが割り当てられる。別の物体（例えば、歩行者）には１５の重みを割り当てることができる、これは車両と相対的に正規化された重み、歩行者の存在を示す車車間（Ｖ―Ｖ）通信信号の内容、ＦＯＶ内で新たな歩行者の出現、歩行者の軌跡（例えば、方法１００３を実行中のレーザーレンジファインダーの走査経路に出現）移動に基づくものである。
【００７３】
ブロック１０２８において、複数の物体のうち、第１の物体に対応する第１の重みに少なくとも部分的に基づいてレーザーステアリングパラメータのセットを得る。いくつかの実施形態では、レーザーステアリングパラメータは、複数の識別された物体に対応する重みを処理することによって演算処理できる。例えば、高いレーザパルス密度を必要とする特定の対応する物体を識別するために、重みに対して正規化、優先順位付け、またはランク付けの処理を実施することができる。ブロック１０４０において、レーザを、レーザーステアリングパラメータセットにしたがって動的に誘導し、視野内の方向の順番にレーザパルスセットを生成する。ブロック１０５０において、レーザーレンジファインダーはレーザパルスセットに対する反射光から得る１つもしくは複数の特性を測定し、反射光データを生成する。ブロック１０６０において、方法１００３が終了する。
【００７４】
図１１は本開示の実施形態にしたがって、測定データに基づいてレーザーステアリングパラメータセットを精緻化するプロセス１１００のフロー図を示す。ブロック１１１０において、方法１１００が開始する。ブロック１１２０において、操縦可能なレーザーのセット中の少なくとも１つのレーザに対するレーザーステアリングパラメータセットを得る。ブロック１１３０において、レーザーステアリングパラメータセットに基づいて、操縦可能なレーザーのセット中の少なくとも１つのレーザを動的に誘導し、それにより、視野内の最初の１つもしくは複数の計測点に対する、最初の１つもしくは複数のレーザパルスを生成する。ブロック１１４０において、１つもしくは複数の第１のレーザパルスに対する反射光から得る１つもしくは複数の特性を測定し、それにより最初のデータを生成する。ブロック１１５０において、方法１１００は、最初のデータから得る特徴が十分に局在化されているかどうかを評価する。第１データにおいて、境界線または輪郭などの特徴が十分に局在化されていると判定した場合、方法１１００はステップ１１７０で終了する。それ以外の場合、方法１１００はブロック１１６０に進み、そこで第１のデータに基づくレーザーステアリングパラメータセットを精緻化し、領域内のレーザパルス密度を増加させ、特徴を取り込めるようにする。
【００７５】
図１２Ａは、本開示の実施形態にしたがって、周囲の環境に存在する物体の分類に基づいてレーザーステアリングパラメータセットを選択するコンピュータ実装型方法１２００のフロー図を示す。ブロック１２０５において、周囲の環境からのセンサデータに基づく物体の分類を生成する。ブロック１２１０において、物体の分類に基づくレーザーステアリングパラメータセットを得る。例えば、周囲の環境内の物体が車両として分類された場合、レーザーステアリングパラメータのセットは、演算処理するか、もしくはメモリから取得する。ブロック１２１５において、方法１２００は、レーザーステアリングパラメータに基づいて操縦可能なレーザアセンブリに誘導するよう処理命令し、それにより、視野内の最初の計測点セットに対する、最初のレーザパルスセットを生成する。ブロック１２２７において、最初のレーザパルスに対する反射光から得る１つもしくは複数の特性を示す最初のデータを測定する。
【００７６】
図１２Ｂは物体の分類に応じてレーザーレンジファインダーを誘導し、得られた距離データに対して分類テストを実施してレーザ反射光データ（及び物体）が物体の分類テストを満たすか否かを判定する方法のフロー図を示す。ブロック１２０４において、操縦可能なレーザアセンブリを有するレーザーレンジファインダーの視野内に存在する対応する物体の分類を得る。物体の分類は、レーザーレンジファインダーの周囲の環境からのセンサデータに基づく。ブロック１２１０において、物体の分類結果に基づいて、レーザーステアリングパラメータセットを得る。ブロック１２１５において、方法１２００は、レーザーステアリングパラメータに基づいて、操縦可能なレーザアセンブリに誘導するよう処理命令し、視野内に存在する最初のセットの計測点に対する最初のレーザパルスセットを生成する。ブロック１２２０において、レーザパルスの第１のセットに対する反射光から得る１つもしくは複数の特性を示す第１のデータを得る。ブロック１２２５で、分類テストを取得し、第１のデータに適用する。分類テストは、物体の分類（例えば、自動車、人物、または建物の特徴）の特徴に関するテストベクタを有することができる。
【００７７】
ブロック１２３０で、第１のデータについて分類テストを評価する。第１のデータが分類テストの方法を満たす場合、方法１２００は１２３５で終了する。それ以外の場合、方法１２０１はブロック１２０４に戻り、別の分類を生成する。方法１２０１は、さらに詳細な分類テストを用いて複数回実施し、物体のより詳細なタイプやモデル（例えば、車両の分類）を識別することができる。
繰り返し境界線局在化
【００７８】
図１３、１４Ａ、１４Ｂ、１５および１６に繰り返し境界線局在化（ＰＢＬ）法のいくつかの実施形態を示す。ＰＢＬ法は、飛行時間差を有する領域（例えば、物体の境界を示す）を示す距離データに部分的に基づいて動的にレーザーレンジファインダーを誘導し、それにより前記領域内に追加のレーザパルス生成させることにより境界線位置の精度を高めることができる。
【００７９】
第１のＰＢＬ実施形態では、飛行時間（ＴＯＦ）境界線を局在化しながら、ある方向の範囲のレーザ走査を実施する方法は以下の工程を含む。レーザパルスのシーケンスを照射しながら、ある方向の範囲にＬＩＤＡＲ装置を誘導し、ＬＩＤＡＲ装置でレーザパルスのシーケンスに応答する反射光のセットを受光そして各レーザパルスのシーケンスに対して、対応するＴＯＦおよび対応する方向を測定する。この方法はさらに、最近傍であって対応するＴＯＦがＴＯＦ閾値よりも大きな値を有するレーザパルスの対を特定することに応じて、レーザ走査中に１回または複数回、ＬＩＤＡＲ装置を誘導し、少なくとも前記レーザパルスの対のうち、１つのレーザパルスの方向に基づく新たな方向のシーケンスを持つ新たなレーザパルスを生成し、かつ生成後は、最近傍になるように止まる工程を含む。この方法はさらにレーザ測距走査を完了し、かつ完了後、レーザパルスのシーケンス内の最近傍であって対応するＴＯＦ値がＴＯＦ閾値よりも大きな値を有する全てのレーザパルスの対は、最低間隔の値よりも、小さな方向差を有する工程を含むことができる。
【００８０】
図１３を参照すると、ＰＢＬ法の１つの実施形態では、レーザーレンジファインダー１１０は１つもしくは複数の動的な操縦可能なレーザー（例えば、レーザ１２１）を含み、方位角範囲１３１５および仰角範囲１３２０からなるＦＯＶ１３１０を走査することができる。動的操縦可能なレーザー１２１は、複数のレーザーステアリングパラメータを受光、処理して、ＦＯＶ１３１０内の走査経路１３２５によって示される複数の方向全体をレーザビームで掃引することができる。走査経路１３２５を掃引する間、操縦可能なレーザー１２１は、それぞれ図１３の“＋”で示される対応する方向を有するレーザパルスセットもしくはシーケンスを生成することができる。いくつかのレーザパルス（例えば、パルス１３３０）は物体（例えば、境界線１９０によって示される車両１７０）と交差することができる。他のパルス（例えば、パルス１３３５）は、車両と交差しない。
【００８１】
図１４Ａを参照するとレーザーレンジファインダーは、レーザパルスのシーケンスに対応するレーザ反射光のセットを受光でき、レーザパルスのシーケンスの各レーザパルスに対して、対応する方向、対応する飛行時間（例えば、１００ｎＳ）または範囲（例えば、３０ｍ）を計測できる。レーザパルスのシーケンスに対応するＴＯＦのセットおよび方向のセットは、データマトリックス１４０５として示される。またデータマトリックス１４０５はレーザパルスのシーケンスの各レーザパルスに対して方向と対応するＴＯＦのリストとして保存することもできる。説明の目的のため、車両１７０からのレーザ反射光のＴＯＦは３を有し、車両１７０の境界線１９０の外側からのレーザ反射光のＴＯＦは９を有する。課題は、データマトリックス１４０５から、境界線１９０の位置を特定することである。１つの方法として、各レーザ反射に対して最近傍を特定し、最近傍の対の間にＴＯＦ境界線があるかどうかを特定することである。各レーザパルス（例えば、データポイント１４１０により示されるレーザパルス）は複数の方向または複数の方向範囲（例えば、方向１４１５および１４２０）において複数の最近傍を有することができる。
【００８２】
図１４Ｂを参照すると、各レーザーパルス対間のＴＯＦ値の差が閾値よりも大きくなるような、いくつかのレーザパルスの対（例えば、対１４２４ａ―ｃ）を特定することができる。例えば、対１４２５ａでは、車両境界内にＴＯＦが３である第１のレーザパルスを含み、車両境界外にＴＯＦが９である第２のレーザパルスを含む。ＴＯＦ値の差は、ＴＯＦ閾値５よりも大きくなることがあり、それによって各対のレーザパルスのそれぞれに関連する方向との間の角度範囲内にＴＯＦ境界線（例えば、車両の輪郭）の存在を示す。
【００８３】
図１５に、第１のＦＯＶ１３１０および第１のレーザパルスシーケンスを示す。ＴＯＦ値の差が閾値よりも大きな対（例えば、図１４Ｂの対１４２５ａ―ｃ）を識別したことに応じて、走査経路１５２０に沿って操縦可能なレーザーを誘導する１つまたは複数の第２のレーザーステアリングパラメータを動的に生成することができ、レーザーステアリングパラメータは各対に対応する中間の空間に追加のレーザパルスを生成する。例えば、レーザパルス１５１０ａ―ｂは、操縦可能なレーザーが走査経路１５２０に沿って移動するときに生成される。走査経路１５２０は、複雑な形状（例えば、車両１７０の境界線１９０周辺のおおよその輪郭）となり得る。１つの側面においては、走査経路１５２０を生成する第２のレーザーステアリングパラメータセットは隣接するレーザパルス１５１０ｄと１５１０ｅとの間で同時に２つの角速度を変化させることができる。別の側面では、走査経路１５２０は、操縦可能なレーザーに対してレーザパルス１５１０ｃの前までは負の方位角速度、レーザパルス１５１０ｃの後正の方位角速度へと方向の変更を引き起こさせることができる。ＰＢＬ法では、ＦＯＶ１３１０内に物体の境界線を含むと推定される（すなわち、ＴＯＦ閾値より大きいＴＯＦ差を有する）部分に介在レーザパルス１５１０―ｅを配置することができる。
【００８４】
介在レーザパルス１５１０―ｅの各方向は、ＦＯＶ１３１０内の２次元位置によって示される。介在パルス１５１０ａの方向は、対応するレーザパルス対１４２５ａの１つまたは複数の方向に基づくことができる。例えば、走査経路１５２０を、レーザパルス対１４２５ａの中間にパルス１５１０ａを配置するように設計することができる。経路１５２０は、ＴＯＦ差を有する各レーザパルス対の１つのパルスに対して特定の角度方向に介在レーザパルス１５１０ａ―ｅを配置することができる。例えば、図１３の走査経路１３２５に沿ってＬＩＤＡＲ１１０を誘導して生成される最初のレーザパルスのシーケンスは仰角が１度、方位角が１度の角度間隔を持つことができる。介在レーザパルス１５１０ａ―ｅは、対応するレーザパルス対の内、１つのレーザパルスの方向から０．３度から０．５度の間隔を持つようにＦＯＶ１３１０の方向内に配置することができる。介在レーザパルス１５１０ａ―ｅは、対応するレーザーパルス対の第１パルスから定義された角度間隔で、かつ、その対の第２パルスの方向に向かって配置することができ、これにより、各介在レーザパルスが対応するレーザパルス対（例えば、図１４Ｂの１４２５ａ）が有する最近傍の関係を確実に解消するようにする。このようにして、ＴＯＦ値の差がＴＯＦ閾値よりも大きな最近傍の対１４２５ａ―ｃは、介在レーザパルスが生成されたときには、もはや最近傍の対とはならない。
【００８５】
介在レーザパルス（例えば、パルス１５１０ａ―ｂ）をレーザパルスのシーケンスに加えることができる。１つの側面において、介在レーザパルス１５１０ａにより、もはや図１４Ｂのレーザパルス対１４２５ａは最近傍の対とはならなくなる。したがって、介在レーザパルスがレーザパルスのシーケンスに追加されると最近接のパルスの対は、新たな介在レーザパルスによって修正される。
【００８６】
図１６を参照すると、レーザ測距システムは、介在レーダパルスの各々についてＴＯＦ１６１０ａ―ｈを演算処理することができる。図１７Ａ―Ｅは、ＰＢＬ法の実施形態を示し、ＬＩＤＡＲはＦＯＶを走査し、飛行時間境界線を段階的に局在化させる距離測定値のシーケンスを生成する。図１７Ａ―Ｅの実施形態では、最近傍のレーザパルスの各対をなすパルス間のＴＯＦ値の差がＴＯＦ閾値よりも大きくなるような最近傍のレーザパルスの対がレーザパルスのシーケンスで特定され、その後、対応するレーザパルスの対の最近傍の関係が解消する方向に、繰り返し介在レーザパルスを追加する。ＬＩＤＡＲは動的に介在レーザパルスを誘導し生成することができ、それによってＴＯＦの閾値より大きいＴＯＦ差を有する各最近傍ペアが閾値距離（例えば、０．５未満の方向差）まで、離れるまで（例えば、０．５度以下の方向差）、ＴＯＦ境界線の精緻化をおこなう。
【００８７】
図１７Ａにおいて、レーダー測距システムはレーザパルス１７０５のシーケンスを生成しながら、２次元（高度、方位角）方向の範囲を走査することができる。図１７Ｂでは、レーザパルス１７０５のシーケンスに対応するレーザ反射光１７０７のシーケンスを受光でき、レーザパルスの出力シーケンスそれぞれに対応する方向およびＴＯＦを計測または演算処理することができる。レーザーレンジファインダーシステムは最近傍のパルスに対してＴＯＦ値の差が閾値よりも大きい１つもしくは複数のレーザパルスのシーケンス（例えば、図１７Ａのパルス１７０９）を特定することができる。例えば車両１７０の内側にあるレーザパルス１７０８と、車両の境界線の外側にある最近傍のパルス１７０９ａ―ｃ間のＴＯＦ値の差は閾値（例えば、ＴＯＦの閾値５）よりも大きくなり得る。図１７Ｂに、ＴＯＦ値の差（すなわち、対の第１パルスのＴＯＦ値と対の第２パルスのＴＯＦ値との差）が閾値より大きいレーザ反射光の３つの対１７１０ａ―ｃを示す。
【００８８】
図１７Ｃに示すように、レーザーレンジファインダーシステムは、レーザーステアリングパラメータのセットを生成し、これらを使用して経路１７１２に沿ってシステムを誘導し、介在するレーザパルスを生成する。介在するレーザパルスおよび経路１７１２は、レーザパルス対１７１０ａ〜１７１０ｃのうちの１つまたは複数のレーザパルスに基づいてＦＯＶ内に方向を有することができる。図１図１７Ｄの飛行時間データは、介在するレーザパルスについて測定することができ、それらをレーザパルス列１７０５に加えることができる。ＴＯＦテストは、ＴＯＦ差がＴＯＦ閾値。ＴＯＦ閾値は、より小さいＴＯＦ差を反復的に定めるために、ＴＯＦ試験が実行されるたびに変更され得る。図１図１７Ｄでは、ＴＯＦ試験に合格しない（すなわち、ＴＯＦ閾値より大きいＴＯＦ差を有する）３つの新しいレーザパルス対１７２０ａ―ｃが生成される。いくつかの実施形態の１つの態様では、介在パルスの位置は、ＴＯＦ試験のその後の適用中に元のレーザパルス対１７１０ａ&#12316;１７１０ｃが再発生することを防止し、それによって境界（例えば、図１７Ａの境界１９０）がＴＯＦテストの連続反復でより小さな領域にローカライズされます。図１図１７Ｅでは、レーザーレンジファインダーシステムは、識別されたレーザパルス対を使用して、より介在するレーザパルス（例えば、１７２７）を有する新しい経路１７２５を生成する。イチジク。図１７Ｆは、ＴＯＦ境界１９０が存在する最近接レーザパルス対（１７３０ａ―ｃ）を識別するためにＴＯＦ試験を再び適用できることを示す。ＴＯＦ試験に不合格である最近傍パルスの各対が角度の分離を有するまで、ＴＯＦ試験を適用することができる。閾値間隔または距離（例えば、０．５°未満の各対の点間の角度間隔）よりも小さい。
【００８９】
いくつかの実施形態では、ＬＩＤＡＲは、境界方向定位試験を、対応する方向およびＴＯＦ値を有するレーザパルスの既存の組の各点に適用することができる。ローカリゼーションテストでは、いくつかの角度範囲を定義できます。図１４のレーザ反射１４１０が、図１４Ａは、０度の仰角および０度の方位角に位置することができる。角度範囲は、方向１４１５に沿ったすべての負の仰角であってもよい。点１４１０に対する２次元角度範囲の例は、０―１度の範囲の仰角と０―１度の範囲の方位角であり、定位試験は、各レーザパルスについて、ＴＯＦ差がＴＯＦ閾値よりも大きく、角間隔（例えば、仰角および方位角軸の各々に沿った角間隔の２乗）が閾値分離よりも大きい。このような最近傍が存在するとき、シーケンス内のレーザパルスは定位試験に失敗し、ＰＢＬ方法はレーザパルスと最近傍との間の領域に介在するレーザパルスを配置し、その介在するレーザパルスをシーケンスに加え、レーザパルスと元々の最も近い隣接物との間の関係。一態様では、ＰＢＬ法は、介在するレーザパルスを生成した直後に、ＬＩＤＡＲが新しい介在レーザパルスに定位試験を適用することができる。このようにして、ＬＩＤＡＲはＴＯＦ境界を反復的に定位することができ、その間にＴＯＦ境界が存在するレーザパルスのすべての対が閾値角度分離だけで分離される。
【００９０】
図１８は、ＬＩＤＡＲがＦＯＶ内のＴＯＦ境界の第１の部分を識別し、ＬＩＤＡＲが第２の領域を探索するサーチゾーン（例えば、角度範囲）に達する方向（すなわち、ＦＯＶの角度オフセット）を推定するＰＢＬ方法を示す。ＴＯＦ境界の一部分である。
【００９１】
別ウィンドウ（タブ）の大きな表示で見る１８は、外挿法に基づくプログレッシブ境界定位（ＥＰＢＬ）法と考えることができる。ＥＰＢＬを使用して、ＦＯＶ内の第１の探索領域内のＬＩＤＡＲによって識別されるＴＯＦ境界上の１つまたは複数の位置を使用して、第１の探索領域外の推定境界位置を推定または予測することができる。次いで、ＬＩＤＡＲは、推定された境界位置に基づいて第２の探索領域を生成するように動的に調整することができる。推定された境界位置の外挿は、境界上で識別された１つ以上の位置（例えば、２つの位置を通る直線フィットまたは３つ以上の位置を通る曲線）を通る線の形状に基づくことができる。他の実施形態では、第１の探索領域外の予測または推定境界位置の外挿は、境界の種類の分類に基づくことができる。例えば、自律型車両上のＬＩＤＡＲが遭遇することができる多くのオブジェクトは、一般道路交差パターン、トラック形状、陸橋、歩行者、サイクリストまたは建物などの様々なオブジェクト分類内の共通の形状特性を有する。推定された境界位置の外挿は、１つ以上の予測されたオブジェクト分類の文脈における１つ以上の既知の境界位置の処理に基づくことができる。例えば、新たに発見されたＴＯＦ境界は、１つまたは複数のオブジェクトタイプ（例えば、道路交差点の隅にある樹木または歩行者）であってもよい。例示的なＥＰＢＬ実施形態は、境界が樹木の幹である確率５０％、境界が人体である確率５０％を適用し、混合分類に基づいて第１の探索領域外の境界位置を推定することができる。１つまたは複数の既知の境界位置。推定された境界位置に基づいて生成された後続の探索領域は、予測された分類をツリーまたは人のいずれかに優先させ、推定された境界位置の将来の外挿を、既知の境界位置のセットおよび更新された分類重みに従って重み付けすることができる。
【００９２】
様々な実施形態は、方向（すなわち、推定された境界位置またはベクトルによって定義される新しいサーチゾーンに到達するための角度オフセット）に関連する信頼値または標準偏差を計算することを提供する。例えば、毎日のオブジェクトは、単純な形状（直線または単純な曲線）の境界またはエッジを観測点に対する方向に並べることができます。したがって、回転するＬＩＤＡＲが任意の向きで物体の境界を動的に追跡して走査しようとするのは実用的ではないかもしれないが、動的に操縦可能なＬＩＤＡＲを使用する方が現実的かもしれない。開示されたＰＢＬ方法は、１つのスキャンから別のスキャンへのオブジェクトの動きを追跡し、オブジェクトの方向を予測することができる操舵可能なレーダと比較して、エッジの第１の部分を見つけ出し、エッジの方向（カーブフィッティング、オブジェクトの分類または外挿に基づく）。この方法は、次に、ＦＯＶにおける境界の予測された方向に沿っていくらかの距離の第２の位置のパターンでレーザビームを走査することができる。図１に戻る。図１８では、ＬＩＤＡＲ１８０５は、第１の２Ｄ角度範囲１８１５（例えば、仰角範囲１８３０および方位角範囲１８２５によって画定される）で動的に操縦可能なレーザー１８０６を走査することができる。ＬＩＤＡＲ１８０５の全ＦＯＶは、道路エッジ１８１０，１８１１，１８１２などのいくつかの境界を含むことができる。ＬＩＤＡＲ１８０５は、２次元角度範囲内の一連の方向を含む経路を走査することができる。経路を走査している間、ＬＩＤＡＲ１８０５は一連のレーザパルスを生成し、レーザ反射の対応するシーケンスを測定することができる。ＬＩＤＡＲ１８０５は、ＴＯＦ（例えば、ＴＯＦ１８２０）または出射レーザパルスのシーケンスのそれぞれに対応する距離を計算することができる。ＴＯＦ値（例えば、ＴＯＦ１８２０）は、境界１８１０の一部を包含する角度領域１８３５ａ―ｂを示すことができる。一実施形態では、ＬＩＤＡＲ１８０５は、境界と交差する角度範囲１８１５内の１つ以上の領域を計算することができる。他の実施形態では、ＬＩＤＡＲ１８０５は、境界１８１０上の点の１つ以上の位置推定値を計算することができる。例えば、ＰＢＬ法は、境界１８１０上の点が、ＴＯＦ境界に対して反対側にあることを示す最近傍点ＴＯＦの違いに基づいています。境界１８１０上の１つ以上の第１の位置または領域は、境界１８１０の第２の部分に重なると推定される第２の領域にＬＩＤＡＲ１８０５を誘導するために使用されるベクトル１８４０または１８４１を計算するためにＬＩＤＡＲによって使用され得る。操縦可能なレーザー１８０６の向きを第１の角度範囲１８１５から第２の角度範囲１８４６に変更するための２―Ｄ方向シフト（例えば、１０度の仰角シフトおよび―１０度の方位角シフト）を含む。一態様では、シフトベクトル１８４１は、この場合、探索領域（例えば、レーザパルス１８５０を含む領域１８４７）が境界を含まないことの識別に応答して、新たなより大きな探索領域１８５５が、境界１８１０に広がっていない探索領域１８４７に定義される。境界１８１０を再獲得するための努力を必要とする。図１８のＥＰＢＬ方法の１つの利点は、第２の探索領域は、第１の探索領域を囲む必要はない。代わりに、第１の探索領域は、ＴＯＦ境界の方向を識別することができる。この方向は、ＬＩＤＡＲ１８０５を新しいサーチ位置にシフトするように機能するベクトル１８４０（すなわち、１次元または２次元の角度シフト）を生成するために使用することができる。関連する実施形態では、第１の探索領域から計算された境界の第１の部分上のいくつかの位置を使用して、境界の形状および方向（例えば、線または曲線）を補間することができる。例えば、レーザパルス１８２０を含むレーザパルスの第１のシーケンスから境界１８１０上で識別される３つの位置は、境界１８１０の他の部分が存在すると予想される曲線または円弧１８５７を画定するために使用され得る。
【００９３】
関連する実施形態では、ＬＩＤＡＲは、ＦＯＶの第１の２―Ｄ探索領域１８６０において一連の方向付けを含む経路を走査することができる。経路を走査する間に、ＬＩＤＡＲは、複数のレーザパルスを生成し、レーザ反射の対応するシーケンスを受信し、各出力レーザパルスに対応するＴＯＦを計算することができる。ＬＩＤＡＲは、ＴＯＦ差がＴＯＦ閾値より大きい１つ以上の最近のレーザ反射の対を特定することによって、ＴＯＦ境界の存在（例えば、車両のエッジまたは道路のエッジ１８１１）を識別することができる。ＬＩＤＡＲは、第１の探索領域１８６０からのＴＯＦ測定値に基づいて境界位置のセット（例えば、位置１８６２ａおよび１８６２ｂ）を計算することができる。ＬＩＤＡＲは、境界位置のセット（例えば、位置１８６２ａおよび１８６２ｂ）の１つまたは複数の位置を、第１の探索領域の外側に位置する推定境界位置１８６３ａを予測する。ＬＩＤＡＲは、推定された境界位置に基づいて１組のレーザーステアリングパラメータを生成し、第２の探索領域に第２の複数のレーザパルス（例えば、レーザパルス１８７０を含む）を生成するために、レーザーステアリングパラメータに基づいてレーザ１８０６を動的に操縦する。このようにして、ＬＩＤＡＲ走査は、ＴＯＦ境界上にあるＦＯＶ（例えば、ＦＯＶ内の位置）の方向を特定して追加すること、第１の探索領域外の予測境界位置を予測し、第２探索領域をレーザパルスで走査すること予測されたＴＯＦ境界の軌跡に基づいて決定する。この方法は、確認された境界位置の集合を構築し、推定された境界位置を予測し、推定された境界位置の周りの第２の探索領域を走査することによって、１回のスキャンの間に反復して実行することができる。ＥＰＢＬ法の一実施形態では、図１８に示すように、第１の探索領域１８６０は境界位置１８６２ａ―ｂを生成するために使用され、第２の探索領域を指す推定境界位置１８６３ａまたはベクトル１８６５ａを外挿するために使用される。ＬＩＤＡＲは、境界位置のセットに追加される別の境界位置１８６２ｃを識別するために第２の探索領域を走査する。境界位置の更新されたセットは、新しい推定境界位置１８６３ｂまたは関連するベクトル１８６５ｂを外挿して、経路１８６４によって定義することができる第３の探索領域に導くことができる。経路１８６４は、多数の直角回転またはＦＯＶと方向反転することにより、ＬＩＤＡＲの動的ステアリングが必要となる。図１例えば、経路１８６４に沿ったすべてのレーザパルスは、境界１８１１の一方または他方の側に関連する共通ＴＯＦを示す反射を有することができる。図１８では、第３の探索領域（例えば、経路１８６４によって定義される）は、ＴＯＦ境界１８１１と交差しないか、１つの態様では、探索領域が境界位置を含まない（すなわち、ＴＯＦ境界と交差しない）ことに応答して、ＥＰＢＬ方法は、新しい推定境界位置１８６３ｃを生成し、レーザ１８０６を動的に操縦して新しい探索領域１８７２新しい探索領域１８７２は、新しい推定境界位置１８６３ｃを取り囲む境界位置を再獲得するように設計されたより広い角度範囲を有することができる。新たに推定された境界位置１８６３ｃは、境界位置の組の１つ、いくつか又は全て、及び新たな境界位置を生成することができなかった推定境界位置１８６３ｂに基づくことができる。探索領域１８７２は、ＴＯＦ境界の発散または分割を示す反射を生成することができる。このようなＴＯＦ境界分割は、オブジェクトがＬＩＤＡＲ１８０５のＦＯＶ内で重なり合っているところで発生することができる。車両ベースのＬＩＤＡＲが遭遇する可能性のある多くの共通オブジェクトは、一連の交差する直線または曲線境界、高架または高速道路の出口。ＬＩＤＡＲは、探索領域１８７２内の２つの交差境界または発散境界（例えば、境界位置１８６２ｄおよび１８６２ｅによって示される）を識別することに応答して、複数の異なるＴＯＦ境界１８１１および１８１１について個別の推定境界位置１８６３ｄおよび１８６３ｅ（またはベクトル１８６５ｄおよび１８６５ｅ）１８１２。
【００９４】
ＥＰＢＬ法の別の実施形態では、ＬＩＤＡＲ１８０５は、いくつかのＴＯＦ境界１８１０および１８１１を同時にいくつかの異なる境界位置のセットによって追跡し、新しい外挿推定境界位置に基づいてそれぞれの新しい探索領域を周期的に生成する。一度にいくつかの境界を追跡するＥＰＢＬ方法は、第２境界のための新しい探索領域を走査しながら、第１境界の推定境界位置を外挿するなど、異なる機能を並行して実行することができる。同様に、ＥＰＢＬ法は、新しいＴＯＦ境界を探索し、境界位置を外挿し、以前に発見された１つ以上の境界を追跡するために、ＦＯＶの広角２―Ｄスキャンを実行することができる。
【００９５】
図１９は、角度範囲１９３０が、境界位置１９１１ａおよび１９１１ｂのセットから外挿されたベクトル１９２５に関連する実施形態を示している。この角度範囲または信頼値は、境界位置がどのように特定の形状にどのくらいフィットするかに基づくことができる。例えば、角度範囲または信頼値は、ベクトル１９２５または推定された境界位置１９１２ａを生成するために使用される境界位置のセットに対する線または曲線当てはめの平均二乗誤差に基づくことができる。
【００９６】
詳細に図１を参照する。図１９に示すように、ＬＩＤＡＲ１８０５は、可能な仰角１９０６の範囲および可能な方位角１９０７の範囲を含む２次元角度範囲を含むＦＯＶ１９０５を有することができる。ＬＩＤＡＲによって実行されるＥＰＢＬ方法は、仰角範囲１９１０および方位角範囲１９１１を有し、第１の組のレーザパルスを生成する。ＬＩＤＡＲは、レーザパルスの出力シーケンスに対応する一組の反射１９１５を測定することができ、シーケンス内の各レーザパルスに対応するＴＯＦ（例えば、１９２０）を測定することができる。ＬＩＤＡＲは、ＴＯＦ境界１９０８上の位置の組（例えば、位置１９１１ａおよび１９１１ｂ）を計算することができ、ベクトル１９２５（および信頼範囲１９３０）を推定境界位置１９１２ａにさらに外挿することができる。ＬＩＤＡＲは、ベクトル１９２５または推定された境界位置１９１２ａに基づいてレーザパルス１９３５の第２のセットを生成するように、レーザ１８０６を動的に操縦することができる。例えば、境界位置のセットを処理することが、小さな平均二乗誤差線の当てはめを有する直線境界を示す場合、角度範囲または信頼度値は、信頼限界値１９３０に基づいて決定することができる。ベクトル１９３０に関連付けられた第２の組のレーザパルス１９３５は小さくてもよく、その結果、第２の組のレーザパルス１９３５のサイズは小さくてもよい。逆に、境界位置の組が複雑な形状（例えば樹木）との境界を示す場合、角度範囲１９３０は高く保つことができ、または推定境界位置１９１２ａに関連する信頼値は低く留まることができ、それによりレーザ１８０５は、時間の経過とともに、境界位置の組が１９１１ｃおよび１９１１ｄを含むように成長するにつれて、次の推定境界位置１９１２ｂの位置を示す後続ベクトル１９４０に関連する角度範囲１９４５は、ＴＯＦ境界１９０８の全体形状が明らか。したがって、後続の探索領域１９５０のサイズは、推定された境界位置１９１２ｂ内のＬＩＤＡＲの信頼水準に従ってサイズ決定することができる。一態様では、動的に操縦されるＬＩＤＡＲは、少なくとも２つの寸法（例えば、仰角によって示される仰角寸法および方位角によって示される方位角寸法）を有するＦＯＶを有することができる。
【００９７】
図２０は、２つのレーザ測距システム２０１０ａ及び２０１０ｂを示す。各レーザレンジ検出システムは、レーザーステアリングパラメータに従ってレーザビームを動的に操縦するように動作可能な操縦可能なレーザアセンブリ２０２０ａおよび２０２０ｂを含む。レーザ測距システム（例えば、ＬＩＤＡＲ）は、パルスレーザまたは連続レーザを有することができる。レーザーレンジファインダー０２０ａは、パルスレーザを有し、グラフ２０２５ａに示される離散的な時系列のレーザパルス（例えば、２０３０ａおよび２０３０ｂ）を生成する。例えば、パルスは持続時間が５ナノ秒であり、１ミリ秒ごとに発生する。レーザーレンジファインダー０２０ｂは連続レーザであり、グラフ２０２５ｂに示す連続波を生成する。連続レーザ測距システムは、連続レーザの振幅（例えば、正弦波変調）を変調し、視野内の位置（例えば、方向）の範囲を計算するために反射波の位相を測定することが多い。振幅変調波の振幅ピークはレーザ光のパルスと考えることができる２０２５ｂの波形を見ると分かるだろう。本開示の目的のために、連続波レーザは、連続振幅変調レーザのピークに対応する１つ以上のパルス（例えば、２０３０ｃ）を生成する。操縦可能なレーザアセンブリ２０２０ｂは、特定の位置にいくつかのパルスを生成することができる。例えば、パルス２０３０ｃおよび２０３０ｄは、システム２０１０ｂの視野内の第１の位置（例えば、方向）に生成され得、パルス２０３０ｅおよび２０３０ｆは、後続の時間および位置において生成され得る。
ロープロファイル車両統合ＬＩＤＡＲ
【００９８】
ＬＩＤＡＲは、多くの場合、対象となるオブジェクトを直接視認する必要があります。この理由から、ＬＩＤＡＲはしばしば車両の上方に取り付けられ、障害のない視界を得る。本開示のいくつかの実施形態は、車両一体型レーザ分配システムを有する低プロファイルＬＩＤＡＲシステムを提供するために使用され得る。ＬＩＤＡＲからのレーザビームは、車両の車体パネルの下の空洞領域に伝達され、それにより車体パネル（例えば屋根）の下に、車両の周りのカバレッジカーテンにビームを透過または屈折させるレンズに導かれる。内部のリフレクターとレンズはレーザービームガイドを作ることができます。レーザビームガイドは、十分に制御された間接ビーム経路（例えば、いくつかの反射を必要とする）を提供することによって、完全にまたは部分的に埋め込まれたＬＩＤＡＲの限定された直接視野を増強することができる。ビームガイドからの出力レーザ角度は、ＬＩＤＡＲからの入力ビーム角度の関数である。このようにして、ビームガイドは、自動車設計において一般的なボディパネルの背後にある既存のキャビティを利用して修正して、レーザ測距のためのレーザビームを案内し、分配することができる。ビームガイドは、ＬＩＤＡＲを低姿勢のまままたは車両構造内に埋め込むことを可能にしながら、ＦＯＶの部分に到達しにくい（例えば、屋根または車両の側面によって覆われたＦＯＶの部分）までＬＩＤＡＲカバレッジを拡張することができる。
【００９９】
第１の実施形態では、薄いレーザビームガイドは、車両ルーフパネルの下に収容され、狭いエアギャップと、実質的に水平で対向する１組の光学反射器とを備えることができる。レーザビームガイドは、１つ以上の方向に細長くすることができ、それにより、典型的な車両ルーフパネルの下の形状に輪郭を描く。ＬＩＤＡＲは、ルーフパネルの下に位置することができ（それによって視界から外れる）、レーザビームガイドによって屋根の端に向かって案内されるレーザビームを生成することができる。車両屋根の端部に来ると、レーザビームは、ＬＩＤＡＲによって生成されたビームの入力角度によって部分的に決定された出力角度で視野内に入射することができる。第１の実施形態では、レーザビームガイドは、レーザビームを下方に屈折させ、車両に近い領域に対してレーザカバレッジを提供するように機能するビームガイドの外側エッジに出力レンズをさらに備えることができる。
【０１００】
第２の実施形態では、ビームガイドは、車両屋根の周囲に配置されたプリズムレンズを備えることができる。第２の実施形態では、ＬＩＤＡＲは、１つまたは複数の反射器およびプリズムレンズを含む光ガイドにレーザビームを送信することができる。リフレクタは、ルーフパネルの外側に配置され、車両天井の平面に平行なレーザビームを、レーザビームの初期角度によって決定されるプリズムレンズ上の位置に導くように働くことができる。第３の実施形態では、限定された視野（例えば、５０度）を有する固体状態のＬＩＤＡＲを備えた車両は、ＦＯＶの一部からレーザビームを導くための車両一体型レーザ分配システムを使用することができ、単一のＬＩＤＡＲ。
【０１０１】
いくつかの態様は、直接視野を越えて物体にレーザビームを反射および／または透過させるための間接的な経路を提供することによって、ＬＩＤＡＲ  ＦＯＶの閉塞部分を最小化するシステムを提供する。物体は、車体パネルのような障害物または直接視界の設計上の制限のために、直接的な視野の外にある可能性がある。１つの態様では、レーザ分配システム内の１つまたは複数の反射器またはレンズを再配置可能（たとえば、モータ駆動）にすることができる。これは、駐車や逆転などのタスクのために、レーザー配信がＬＩＤＡＲのリソースを再分配することを可能にする。
車両に組み込まれたレーザーレンジファインダーの利点
【０１０２】
いくつかの実施形態では、屋根の端部のレンズを使用してレーザ光を屈折させることにより、ルーフィングラインの水平線より下の領域でレーザ測距能力を維持しながら、ＬＩＤＡＲのプロファイル（例えば、車両ルーフの高さ）を低減することができる。いくつかの実施形態では、ＬＩＤＡＲをルーフパネルの下に完全に隠すことができる。ＬＩＤＡＲを車両ルーフパネルの下に部分的または完全に配置すると、燃費が向上し、審美的な魅力があり、ルーフラックのオプションが制限されません。
【０１０３】
開示された技術は、ＬＩＤＡＲが車体パネルの後ろに完全にまたは部分的に埋め込まれることを可能にし、それによって損傷または盗難のリスクを低減する。
【０１０４】
別の利点では、開示された技術を実装して、固体状態のＬＩＤＡＲのＦＯＶを拡張することができる。ソリッドステートＬＩＤＡＲは、機械的または回転するＬＩＤＡＲ（例えば、３６０度）に対してより小さい視野（例えば、水平または方位面において４０〜６０度）を有することができる。本開示の実施形態は、レーザ光を、車両の部品によって隠された位置に、およびＬＩＤＡＲのＦＯＶに案内することができる。ＬＩＤＡＲの遮られていないＦＯＶを超える場所にレーザビームを導くことで、ＬＩＤＡＲの利用率が向上し、車両の周りを完全にカバーするために必要なＬＩＤＡＲの総数を減らすことができます。提案された技術は、レーザ光が身体パネルの後ろの薄い層（例えば、ビームガイド）に導かれることを可能にする。ビームガイドは、光コンポーネント（例えば、反射器、レンズ、およびＬＩＤＡＲ）を清潔な（例えば、ほこりのない）専用の隠れた環境に保つ利点を有する。提案された技術は、単一のＬＩＤＡＲをより有効に活用し、潜在的に他のＬＩＤＡＲの必要性を排除することができます。
【０１０５】
別の利点では、本技術は、レーザビームの輸送領域としてリフレクタおよび既存の空洞の基体として既存のパネルを利用し、それによって最小の追加重量または複雑な光伝導媒体でレーザ誘導および方向変更を提供することができる。別の利点では、開示された技術は、本体パネルの後ろの狭い領域にレーザービームを閉じ込める手段を提供し、レーザービームを本体パネルの端部に向けて案内し、レーザービームを出力水平ＬＩＤＡＲにおける初期ビームの水平角に基づく角度。入力角度に基づいてレーザの出力角度を選択するこの能力は、ＬＩＤＡＲの遮られていない視野を増大させるために使用することができる第２の視野を生成するのに有利である。これに対して、光ファイバコアの狭い性質は、光ファイバケーブルの出力における入力角度の回復を実質的に不可能にする。
【０１０６】
別の利点では、ビームガイドを形成するリフレクタおよびレンズを成形ストリップの従来の位置または後部ブレーキライトの位置に配置することができる。別の利点では、レーザ分配システムは、レーザ強度が眼の安全限界（例えば、ＡＮＳＩ―Ｚ１３６）よりも大きくなるように、制御された（例えば密封された）環境において車両の周囲にレーザ光を分配し、より低い、眼に安全な強度（例えば、拡大されたビーム）を周囲の環境に放出する。
【０１０７】
別の利点では、開示されたレーザ分配システムは、２つの異なる方向からの共通物体の測距を提供する間接ＦＯＶおよび直接ＦＯＶを提供し、それによってシャドウイングを低減し、物体認識を改善することができる。例えば、車両バンパーの後ろに取り付けられたレーザー分配システムは、車両前方に直接視界を持ち、バンパー内部のリフレクターアセンブリを使用して車両の側面のレンズにＦＯＶの一部からのレーザービームを導くことができ、これにより、２つの異なる視点から、直接視野内の車両の前方の領域の一部の範囲が提供される。
【０１０８】
別の利点では、開示された技術は、ＬＩＤＡＲからレンズへのビームガイド内のレーザ測距のためにレーザビームを導くことを提供する。ビームガイドは空洞とすることができ、空洞は、車両の周囲に（すなわち、ビームガイドが空調ダクトであり得るように）加熱された空気または冷却された空気を運ぶなど、複数の代替車両機能を果たすことができる。例えば、レーザ分配システムは、ダクトと一体化されて、空気を車両のフロントまたはリアのフロントガラスに分配することができる。
【０１０９】
別の利点では、本開示の実施形態は、車両の周囲に配置された複数の比較的安価なレーザからレーザパルスを生成し、レーザ反射をレーザ測距を行うことができる集中型レーザ検出器（例えば、光検出器）に導くビームガイドを使用する。このようにして、より高価なレーザ検出器アレイ（例えば、アバランシェフォトダイオードアレイまたはシングルフォトンアバランシェ検出器アレイ）は、車体パネルの後ろの反射を導くプロセスによって、いくつかの遠隔ＦＯＶからの反射を受け取ることができる。
【０１１０】
本開示の目的のための車両は、それ自体を輸送する力を生成するように動作可能な機械である。例示的な車両には、車、ミニバン、バス、オートバイ、トラック、列車、ロボット、フォークリフト、農業用機器、ボート、無人機および飛行機が含まれるが、これらに限定されない。
【０１１１】
乗用車は、１人または複数の人々を運ぶように設計された車両のサブセットである。例示的な乗用車には、車、ミニバン、バス、オートバイ、トラック、列車、フォークリフト、農業用機器、ボート、および飛行機が含まれるが、これらに限定されない。イチジク。図２１Ａは、ＬＩＤＡＲ２１２０ａ（例えば、カリフォルニア州モーガンヒルのＶｅｌｏｄｙｎｅ  ＬＩＤＡＲｓから入手可能なモデルＨＤＬ―６４Ｅ）が、ＬＩＤＡＲがレーザを放出することができるすべての方向のセットを含むＦＯＶ２１１５を有することができることを示す。ＦＯＶ２１１５は、垂直面内の角度範囲２１１６（例えば、水平面に対する仰角範囲または角度）および方位面内の角度範囲２１１８によって記述することができる。したがって、ＬＩＤＡＲ２１２０ａのＦＯＶ２１１５は、ＬＩＤＡＲがレーザビームを生成することができる全ての可能な方向のセット（すなわち、仰角と方位角の組み合わせ）である。角度範囲２１１６及び２１１８は、ＬＩＤＡＲ２１２０ａの回転軸線に対して可能である。
【０１１２】
図２を参照する。図２１Ｂに示すように、ＬＩＤＡＲ２１２０ａは、車両２１１０の上方に取り付けることができる。ＬＩＤＡＲは、車両の境界を越えて直線状に走行する多くの方向の１つにレーザビームまたはパルスを発生させることができる。遮られていない方向に放射されたレーザは、車両を越えて物体に直線的に移動することができ、同じ直線経路に沿って反射することができる。図１図２１Ｂに示すように、角度範囲２１２７ａによって特徴付けられるＦＯＶの大きな部分２１２５ａで放射されるレーザは、車両を越えた対象物（例えば、人２１３０）への直接のサイトラインを有する。ＬＩＤＡＲ  ＦＯＶは、遮蔽された部分２１２８ａ（例えば、角度範囲２１２９ａにより特徴付けられる）を有することもできる。例えば、車両の屋根は、仰角範囲２１２９ａ内の対象物への直接的な視線を遮ることによって、ＬＩＤＡＲの人工的地平線を形成することができる。遮蔽された方向に沿って放射されるレーザビームは、車両の境界を越えて物体に直線的に進むことができない。図２に示すＬＩＤＡＲ２１２０ａの場合、図２１Ｂでは、仰角範囲２１２９ａによって特徴付けられるＦＯＶの一部２１２８ａは、車両２１１０によって遮られる。
【０１１３】
ＬＩＤＡＲは、レーザビームまたはパルスを送信するように動作可能な１つまたは複数のレーザと、１つまたは複数の反射検出器（たとえば、光検出器）とを備えることができる。いくつかのＬＩＤＡＲ設計では、レーザと反射検出器が共に配置され（例えば、Ｖｅｌｏｄｙｎｅ  ＬＩＤＡＲＳのモデルＨＤＬ―６４Ｅ）、共通の視野を共有する。この開示の目的のために、ＦＯＶの妨げられないＦＯＶまたは妨げられない部分は、ＦＯＶにおけるすべての妨げられない方向のセット（例えば、範囲２１２７ａ内の角度と図２１Ａの範囲２１１８）。妨げられない方向は、放射されたレーザビームまたは受信されたレーザ反射が車両の境界を越えて進むことができるＬＩＤＡＲのＦＯＶの方向であり得る。逆に、本開示の目的のために、遮蔽されたＦＯＶは、レーザビームが車両の境界を越えて延在することができないＦＯＶ内の全方向のセットである（例えば、図２１Ａの範囲２１２９ａおよび２１１８）。
【０１１４】
他のＬＩＤＡＲ設計（例えば、バイスタティックＬＩＤＡＲ）では、レーザ（１つまたは複数）が分離され（例えば、レーザが車両の外側にあり、反射検出器が屋根上に配置されている車両の）。この状況では、ＬＩＤＡＲは別個のレーザＦＯＶと反射検出器ＦＯＶを有することができる。レーザＦＯＶは、ＬＩＤＡＲのレーザがレーザビームを送信することができるすべての方向のセットと考えることができる。あるいは、ＬＩＤＡＲ測距領域は、各レーザがレーザビームを透過することができるＬＩＤＡＲを取り囲む３Ｄ空間の一部と考えることができる。バイスタティックＬＩＤＡＲの場合、レーザ（例えば、レーザ送信機）ＦＯＶは、レーザが車両の境界を越えて伸びることができないことができ、伸びることができない方向を含む遮られていない部分と妨げられない部分とに分けることができる。同様に、バイスタティックＬＩＤＡＲの場合、反射検出器ＦＯＶは、遮られた遮られていない部分を含むことができる。反射検出器ＦＯＶの遮蔽された部分は、車両の外側からのレーザ反射が不明瞭である検出器ＦＯＶ内のすべての方向のサブセット（例えば、車両または車両に取り付けられた物体）であってよく、したがって反射検出器。逆に、反射検出器ＦＯＶの障害のない部分は、反射検出器ＦＯＶ内の全方向のサブセットであってもよく、それにより、車両を越えたレーザ反射は妨げられず、反射位置から直線状に反射検出器に到達することができる。
【０１１５】
効果的であるためには、多くのＬＩＤＡＲは、ＦＯＶの大きな部分を妨害する必要がない。図２１Ｂでは、車両の屋根の上にＬＩＤＡＲ２１２０ａを配置することにより、遮られていないＦＯＶが閉塞されたＦＯＶより大きい（例えば、角度範囲２１２７ａが２１２９ａより大きい）ことが保証され、したがって人２１３０が車両に接近し、水平線に対して相対的に低い角度で現れる（例えば、水平線に対して―５０度、または水平線より５０度下にある）。
【０１１６】
図２１Ｃは、車両２１１０の屋根上に直接位置するＬＩＤＡＲ２１２０ａを示し、それによって障害のないＦＯＶを減少させ、障害のあるＦＯＶを増加させる。車両２１１０の屋根により近いＬＩＤＡＲを下げることにより、角度範囲２１２９ｂによって特徴付けられる遮蔽部分２１２８ｂは、角度範囲２１２７ｂによって特徴付けられるＦＯＶ２１２５ｂの妨げられない部分よりも大きくなる。したがって、ＬＩＤＡＲ２１２０ａの低プロファイル配置は、大きな遮蔽されたＦＯＶ（すなわち、死角）に寄与し、それによって人２１３０を検出することができない。車両設計者にとっての課題は、競合する要件（例えば、風の抵抗、人間工学、乗り物の美学、そしてＬＩＤＡＲの摩耗）を可能にします。
【０１１７】
図２１Ａでは、ＬＩＤＡＲ２１２０ａのＦＯＶ２１１５は、ＬＩＤＡＲ２１２０ａがレーザビームまたはパルスを放出または受信することができるすべての方向のセットとすることができる。図２のＦＯＶ２１１５。図２１Ａは、ＦＯＶ２１１５（すなわち、ＬＩＤＡＲからのレーザビームが通過することができるＬＩＤＡＲを取り囲む空間の３次元領域）によって取り囲まれた対応するレーザ測定領域を有する。本開示の文脈において、レーザ測定領域は、ＦＯＶ内に放射されるレーザがレーザ距離測定を提供することができる空間内の全ての位置の組である。従って、レーザ測定領域は、ＦＯＶ内で放出されたレーザが、レーザビームに対して非透過性であるように動作可能な表面に達するまで移動する場所のセットとすることができる。車両の外側のレーザ測定領域を通過した後、ＬＩＤＡＲ２１２０ａレーザビームからのレーザビームは、反射位置のセットに衝突することができる。
【０１１８】
ＬＩＤＡＲ２１２０ａは、車両の境界を越えて直線状に走行する多くの方向の１つにレーザを発生させることができると考えられる。しかしながら、ＬＩＤＡＲ２１２０ａは、ＬＩＤＡＲを出た後の少なくとも１つの方向の変化を含む、車両の境界を越えた間接的な経路を走行するＦＯＶの方向にレーザビームを放出することもできる。間接的に照明された物体からの反射光は、同じ間接的な経路に沿ってＬＩＤＡＲによって受光されることができる。
【０１１９】
本開示の目的のために、遮られていないＦＯＶは２つの方向のサブセットに分割することができる。間接的なＦＯＶおよび直接的なＦＯＶを含む。本開示の目的のために、直接ＦＯＶは、レーザビームが車両の境界を越える点（すなわち、直接経路）まで直線的に移動することができるＦＯＶ内の全方向の集合として定義される。
【０１２０】
本開示の目的のために、間接ＦＯＶは、レーザビームが車両の境界を越えて空間内の或る場所へ又はそこから間接的な経路で移動することができるＦＯＶ内の全ての方向のセットとして定義される屈折の反射のような少なくとも１つの方向変化）。妨げられないＦＯＶは、直接ＦＯＶと間接ＦＯＶとの和集合（すなわち、組み合わせ）であり得ることが理解されよう。さらに、慎重な設計では、ＬＩＤＡＲを車両に密接に統合することができ（例えば、図２１Ｃに示すように屋根の近く）、本開示の様々な実施形態を使用して、ＦＯＶの閉塞部分の一部または全部を間接的なＦＯＶを生成し、それによって障害のないＦＯＶを増加させる。
【０１２１】
ＦＯＶの直接的および間接的部分と同様に、レーザービームが進むＬＩＤＡＲを取り囲むレーザー測定領域は、直接測定領域と間接測定領域に分けることができる。本開示の文脈において、直接レーザ領域は、ＬＩＤＡＲにおけるレーザの直接ＦＯＶによって包含される車両を越えた３次元空間の領域である。直接測定領域は、ＬＩＤＡＲの目に見えない線の中にあります。例えば、図２１の人２１３０は、図２１Ｂは、ＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接ＦＯＶ２１２５ａ内にある。したがって、人２１３０は、ＬＩＤＡＲ２１２０ａを取り囲む３次元空間の直接測定領域に位置する。同様に、間接測定領域は、ＦＯＶの間接部分のレーザビームがレーザ測定を行うことができる車両を越えた３次元空間の測定領域である。例えば、ＬＩＤＡＲから放射され、車両２１１０の縁にあるレンズによって回折され、それによって、図２１Ｃの人２１３０を含む間接測定領域を通って進むレーザを考える。
【０１２２】
本開示の文脈では、直接反射位置のセットは、ＬＩＤＡＲにおけるレーザＦＯＶの直接的な部分（すなわち、レーザ光線が直線的に例えば、図２１Ｂにおいて、直接測距位置の組の中のいくつかの位置は、人２１３０上の位置を含む。図２１Ｃの別の例では、ＦＯＶの方向は、車両２１１０の屋根が人２１３０をＦＯＶから遮断するので、人２１３０上の位置がＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接反射位置の組内にないことを示す。したがって、図２１Ｃでは、ＦＯＶ内で直線方向に移動するレーザ本開示のいくつかの実施形態では、車両一体型レーザ分配システムは、間接反射位置（すなわち、ｐのセットを超える点）から反射を提供することができるＦＯＶに包含されるｏｉｎｔ）。
【０１２３】
ソリッドステートＬＩＤＡＲは、狭いＦＯＶ（例えば、５０度の方位角範囲）を有することができ、それによって、局所環境における方向および反射の適切な被覆を提供するために、いくつかの（６〜８）ＬＩＤＡＲを必要とする。本開示の実施形態は、ビームガイドを使用して狭いＦＯＶ内の点を広げることを提供し、それによって直接測距範囲の範囲外のより広い範囲の反射位置を提供する。
【０１２４】
本開示のいくつかの実施形態は、車両パネルまたはフレームの上または後ろに埋め込まれたレーザビームガイドを使用して間接ＦＯＶを増加させる車両一体型レーザ分配システムを提供する。このアプローチは、間接的なＦＯＶを形成する専用かつ時には複雑な間接レーザ経路を提供することによって、ＬＩＤＡＲがより密接に統合される場合に生じる直接ＦＯＶの減少を相殺することができる。いくつかの場合において、間接ＦＯＶは、放出されたレーザビームをより広い遮られないＦＯＶを有するレンズに導くことによって増加させることができ、他の実施形態では、レンズはレーザビームを屈折させることによって間接ＦＯＶを増加させる。
【０１２５】
一態様では、ソリッドステートＬＩＤＡＲはより限定された視界を有することができ、本開示の実施形態は、車両の遠隔部分との間でレーザビームを導き、それによってＬＩＤＡＲのＦＯＶを超えてレーザパルスを分配する。例えば、ＦＯＶからの小さな範囲の角度は、統合されたレーザ分配システムにより広い範囲の出力角度に分配され、遠隔位置（例えば、ホイールアーチのエッジ）でレンジングを実行するために使用される車両。広範囲の出力角度は、より大きいレーザパルス間隔を提供し、これは、物体検出が高密度物体プロファイリングよりも好ましい場合に有用であり得る。例えば、このような車両一体型レーザ分配システムは、車輪アーチ領域内の物体検出器（例えば、縁石、車線マーカー）として機能するために、ＬＩＤＡＲ  ＦＯＶのいくつかの小さな部分を配備するために使用することができる。
【０１２６】
図２１Ｄ―Ｆ車両一体型レーザ測距システムの様々な実施形態を示している。一般に、車両一体型レーザ測距システムは、ＬＩＤＡＲによって使用されるレーザビームの少なくともいくつかを案内するように機能する車両に一体化されるように設計された光検出および測距システム（例えば、ＬＩＤＡＲ）およびビームガイドを備えることができる。ビームガイドの効果は、ＬＩＤＡＲをより統合された、目立たない、保護された多機能位置（例えば、相互に排他的なＦＯＶ部分を処理する位置）に配置することを可能にすることができる。ＬＩＤＡＲはレーザービームを送受信することができます。車両一体型レーザ測距システムの１つのサブセットは、車両一体型レーザ分配システムであってもよく、その場合、ＬＩＤＡＲによって送信されたレーザビームは、車両統合ビームガイドを介して分配され得る。車両一体型レーザ測距システムの第２のサブセットは、局所環境の反射位置からＬＩＤＡＲへのレーザ反射が、車両一体型ビームガイドによってＬＩＤＡＲのレーザ検出器に導かれる、車両一体型レーザ反射取得システムとすることができる。車両一体型レーザ測距システムのＬＩＤＡＲは、スキャンされたＬＩＤＡＲ（例えば、カリフォルニア州モーガンヒルのＶｅｌｏｄｙｎｅ  Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｍｏｒｇａｎ  Ｈｉｌｌ，  ＣＡ），フラッシュＬＩＤＡＲ、モノスタティックＬＩＤＡＲまたはバイスタティックＬＩＤＡＲであってもよい。いくつかの実施形態では、ビームガイドは、ビームガイドの光透過領域（例えば、完全にまたは部分的に閉じ込められた空洞、または、空洞の所定部分にある狭い範囲の角度（例えば、１０°の仰角）ＬＩＤＡＲからビームガイドの遠隔端のレンズ（例えば、車両の屋根の端部）のレンズまでの距離（例えば、車両の外側）を決定する。遠隔端では、ビームガイドは、狭い角度範囲をＬＩＤＡＲの入力角度範囲よりも広いまたは大きい角度範囲に広げるレンズを有することができる。このようにして、車両一体型レーザ分配システムのビームガイドは３つの機能を果たすことができる。第１に狭い範囲の角度でレーザービームを受け入れる；第２に、レーザビームを狭い角度範囲を保ちながらビームガイドの出力端に案内し、第３に、より広い出力角度範囲でレーザビームを透過させる。いくつかの実施形態は、ＬＩＤＡＲだけでアクセス可能なレーザ測距領域から排他的なレーザ測距領域にレーザビームを送信するようにも機能する。
【０１２７】
逆に、車両一体型レーザ反射取得システムにおけるビームガイドは、３つの機能を果たすことができる。第１に、ＬＩＤＡＲから離れた第１の端部（例えば、ルーフパネルの端部にあるレンズ）の広い第１の角度範囲のレーザビームを受け入れる。第２に、レーザビームをより狭い角度範囲に集束させ、レーザビームをビームガイドのＬＩＤＡＲ端部に案内すること。第３に、第１端の広角範囲におけるレーザビーム角度の方向とＬＩＤＡＲにおける狭い角度範囲の方向との間の関係を維持しながら、レーザビームを狭い角度範囲でＬＩＤＡＲに供給する。
【０１２８】
一実施形態では、車両一体型レーザ測距システムは、複数のレーザビームを生成するように構成されたレーザと、車両に配置された光検出及び測距システム（ＬＩＤＡＲ）と、前記複数のレーザビームを検出し、前記ビームガイドは、前記レーザ検出器とは別体であり、前記複数のレーザビームの少なくとも一部を、前記第１の端部と第２の端部との間で案内する少なくとも１つの光学素子と、ビームガイド；前記複数のレーザビームのうちの少なくともいくつかのレーザビームに対して対応するビーム方向を変更する少なくとも１つの光学素子とを含む。本開示の目的のために、光学素子は、レーザビームの態様を変化させながら入射レーザビームを透過または反射するように設計された固体部品である。入射レーザビームを透過する典型的な光学部品は、レンズ、部分的に透明なミラー、プリズム、フレネルレンズ、光学ディフューザ、光学スプリッタ、光学遅延線を含む。レーザビームを透過させる光学素子はまた、レーザビームを屈折させる（例えば、方向を変える）ことができる。入射レーザビームを反射する典型的な光学部品には、反射器、部分的に透明な鏡、金属化されたポリマー表面、研磨された金属表面、粗面化されたまたは面取りされた反射表面および電気活性化されたミラーが含まれる。光学素子によって変更することができるレーザビームの例示的な態様は、ビーム方向、ビーム強度、ビーム軌道、ビーム発散角および構成電磁周波数（例えば、プリズムが異なる量だけ異なる周波数を屈折させる）を含む。ＬＩＤＡＲのレーザは、一定の仰角でレーザを配置し、レーザ軌道の角速度を設定し、レーザパルスレート、持続時間または強度を設定することによって構成することができる。
【０１２９】
図２１Ｄは、車両２１１０の屋根部２１３５に埋め込まれた車両一体型レーザ分配システム２１４０の例示的な図である。車両一体型レーザ分配システム２１４０は、レーザーレンジファインダーからのレーザビーム（例えば、２１４５ａ）を、（例えば、ＬＩＤＡＲ２１２０ａ）。図２１Ｄの屋根に取り付けられたレーザ分配システムは、光透過領域２１５２ａ内に配置された反射器のセット（例えば、２１５０ａ、２１５０ｂ、２１５０ｃ、２１５０ｄおよび２１５０ｅ）を使用して、ＬＩＤＡＲ２１２０ａから放出された入力レーザビーム（例えば２１４５ａ）光透過領域は、ビームガイドの一部であり、レーザビームは、ビームガイドの一端から他端に導かれることができる。屋根の縁に位置する１組のレンズ（例えば、２１６０ａおよび２１６０ｂ）に、入力ビーム（例えば、２１４５ａ）を誘導して、ビームを透過、拡大または屈折させることができる（例えば、屈折ビーム２１８０ａ）。ビームガイド（例えば、２１４１ａ）は、１つまたは複数の反射器を、離れた場所（例えば、屋根パネルまたは後部ブレーキライトアセンブリの周囲）にレーザビームおよびレンズを運ぶためのキャビティで構成することができる。一般に、入力ビーム角度２１９０の範囲は、ＬＩＤＡＲの直接視野の外側の領域に、出力ビーム角度２１９５の対応するセットを形成するように（例えば、２１５０ｅで）反射され、屈折されるか、または（例えば、レンズ２１６０ｂにおいて）。図２１Ｄの実施形態では、レーザビームからの反射光は、逆方向経路に沿って進むことができ、それによって間接ＦＯＶをＬＩＤＡＲ２１２０ａに提供することができる。図２１Ｄの屋根に取り付けられたレーザ分配システム２１４０は、乗用車の既存の車体構造のいくつかの態様を利用することができる。例えば、リフレクタ（例えば、２１５０ａおよび２１５０ｂ）をボディパネル２１５５および２１５６の平らな対向面に取り付けることができる。レンズ２１６０ａおよび２１６０ｂは、多くの車両が既にリアライトまたはモールディングストリップを有する屋根の縁に配置することができる。屋根パネルの継ぎ目を隠すための、しばしば黒いストリップ）。ＬＩＤＡＲ２１２０ａは、ルーフパネル２１５５の下に埋め込むことができる。いくつかの実施形態では、ＬＩＤＡＲ２１２０ａは、埋め込まれたときに直接ＦＯＶをほとんどまたは全く有さず、レーザ分配システム２１４０が間接ＦＯＶを提供する。図１は、図２１Ｅは、本開示の一実施形態による、ＬＩＤＡＲ２１２０ａおよびビームガイド２１４１ｂを含む、車両の屋根の頂部に取り付けられた車両一体型レーザ分配システム２１４０を示す。ビームガイド２１４１ｂは、光透過領域２１５２ｂと、レンズ２１６０ｂと、ＬＩＤＡＲからレンズまでの光透過領域のレーザ光を導くためのリフレクタ２１５０ｂとを備えている。別ウィンドウ（タブ）の大きな表示で見る図２１Ｅの入力レーザビームまたはパルス２１４５ｂは、レンズ２１６０ａによって屈折されて出力ビーム２１８０ｂを形成する。出力ビーム２１８０ｂは、（例えば、ＬＩＤＡＲ  ＦＯＶの設計上の制約のために）ＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接ＦＯＶからアクセス可能な領域の範囲を超えている領域２１９８ａを通���て進む。入力ビーム２１４５ｃは反射器２１５０ｂで反射され、次に出力ビーム２１８０ｃとしてレンズ２１６０ｂを透過する。出力ビーム２１８０ｃは、（例えば、屋根パネル２１５５によって形成された人工的な水平線に起因して）ＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接測距領域の外、またはＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接ＦＯＶの外側にある領域２１９８ｂを通って進む。
【０１３０】
図２１Ｅは、本開示の一実施形態による、ＬＩＤＡＲ２１２０ａおよびビームガイド２１４１ｂを含む、車両の屋根の上部に取り付けられた車両一体型レーザ分配システム２１４０を示す。ビームガイド２１４１ｂは、光透過領域２１５２ｂと、レンズ２１６０ｂと、ＬＩＤＡＲからレンズまでの光透過領域のレーザ光を導くためのリフレクタ２１５０ｂとを備えている。図２１Ｅの実施形態では、入力レーザビームまたはパルス２１４５ｂは、レンズ２１６０ａによって屈折されて出力ビーム２１８０ｂを形成する。出力ビーム２１８０ｂは、（例えば、ＬＩＤＡＲ  ＦＯＶの設計上の制約のために）ＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接ＦＯＶからアクセス可能な領域の範囲を超えている領域２１９８ａを通って進む。入力ビーム２１４５ｃは反射器２１５０ｂで反射され、次に出力ビーム２１８０ｃとしてレンズ２１６０ｂを透過する。出力ビーム２１８０ｃは、（例えば、屋根パネル２１５５によって形成された人工的な水平線に起因して）ＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接測距領域の外、またはＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接ＦＯＶの外側にある領域２１９８ｂを通って進む。
【０１３１】
図２１Ｆは、車両２１１０の屋根部２１３５に埋め込まれた車両一体型レーザ反射取得システム２１４２の例示的な図である。車両一体型レーザ反射捕捉システム２１４２は、レーザ反射（例えば、レーザ反射２１４６ａ）を車両周囲の物体から除去する。一実施形態では、車両一体型レーザ反射取得システム２１４２は、ＬＩＤＡＲ２１２０ｂおよびビームガイド２１４１ｃを備える。ＬＩＤＡＲ２１２０ｂは、レーザ検出器がレーザ反射を検出することができる１組の方向を含むＦＯＶ２１３７を有するレーザ検出器２１２１を含む。ＬＩＤＡＲ２１２０ｂは、車両２１１０上に配置され、ＦＯＶ２１３７は、ＦＯＶ２１３８の直接的な部分と、車両を越えてレーザ反射を直接受けることから（例えば屋根パネルによって）遮られる間接部分２１３９とを含む。
【０１３２】
ＬＩＤＡＲ２１２０ｂは、２つの静的なＬＩＤＡＲであり、検出器２１２１から遠隔に配置された１つ以上のレーザ２１４３ａおよび２１４３ｂをさらに備え、レーザパルスを車両を超えて複数の反射位置に送信する。このバイスタティック配置は、異なるＦＯＶを有する車両上の様々な点に１つまたは複数のレーザを搭載することを可能にする。レーザは、車両周囲の様々な重なり合った反射位置または相互に排他的な反射位置に到達することができ、それによって様々な目的（例えば、駐車）または危険場所（例えば、盲点）に適応可能なカバレージを提供する。図２１Ｆにおいて、ビームガイド２１４１ｃは、レーザ検出器２１２１とは別個に車両上に配置され、反射からのレーザパルスに対応するレーザ反射（例えば、反射２１８０ａ）を受信するように（例えば、反射器２１５０ａ―ｄおよびレンズ２１６０ａ―ｂを用いて）対応する入力方向（例えば、入力仰角）を変更し、それにより、ＦＯＶの間接部分のレーザ検出器における出力方向を有するレーザ検出器２１２１にレーザ反射を導く。
【０１３３】
したがって、間接部分（図２１Ｆ）で受信されたレーザ反射は、外部からのレーザ反射からのレーザ反射の間接反射経路を提供し、ＬＩＤＡＲ２１２０ｂのＦＯＶ２１３８に向かう。３Ｄ位置計算機２１９１のような回路は、入力２１４１の角度変換器２１９２において、ＦＯＶ２１３７の／出力（例えば、位置２１３９）がレーザ検出器２１２１に到達する。レーザ反射に対応する反射位置の３次元座標．３Ｄ位置計算器２１９１は、（例えば、レンズ２１６０ａにおける）レーザ反射の入射角または入射角を、間接的なポルの角度または方向へと変化させる、ＦＯＶの間接部分における方向によるレーザ反射の間接的なサブセットの同定（すなわち、３次元反射位置の３次元座標２１９３を点群として表示することができる。
【０１３４】
いくつかの実施形態では、ビームガイド内の光学素子は、車両の位置（例えば、都市の通りまたは駐車場）などの様々な要因に基づいて再構成することができる。ビームガイドは、第１の端部（例えば、レンズ２１６０ａ）および第２の端部（例えば、検出器２１２１）におけるレーザビームの入力角度間の関係を変更するように再構成することができる。車両一体型レーザ分配システムでは、ビームガイドを再構成して、送信レーザのレーザＦＯＶにおける方向の関係を変化させることができる。３―Ｄ位置計算機は、ビームガイドの再構成に応答して伝達関数を再構成し、反射位置の３次元座標２１９３に応じてビームガイド内の１組の反射器を再構成して、自律車両がガレージに駐車している間に障害物回避を提供することができる。別の実施形態では、再構成されたビームガイドの反射位置の３次元座標にレーザ反射を関連付けるために使用される伝達関数を再構成するためにデータを転送するための伝達関数がある。３次元位置計算機は、再構成されたビームガイドの新しい状態を示すデータに基づいて、計算によって獲得された新しい伝達関数またはメモリから置き換えることができる。別ウィンドウ（タブ）の大きな表示で見る２２Ｃの自動車製造業者は、リフレクタとレンズとを含む密封されたヘッドライトユニットをますます実現している。ビームガイド２１４１ｄは、２つ以上の非透過面２２２５および２２２６、レンズ２１６０ａ、および基板２２３０上に配置された１つまたは複数の反射器（例えば、２１５０ａおよび２１５０ｄ）を含む密封または半密封されたビームガイドを示す。１つまたは複数の基板２２３０（例えば、成形ポリマーまたは成形金属）の一部とすることができる。基板２２３０は、封止されたヘッドライトと同様にレンズに封止され、それにより、密閉されたビームガイド２１４１ｄに塵や水分が侵入するのを防ぐように設計された防水シールを提供する。ビームガイドの入口で、ＬＩＤＡＲ２１２０ａは、基板２２３０と密接に接触することができる。基板２２３０は、様々な取り付け技術（例えば、リベット、ねじ、スペーサ）を使用して車両フレーム（例えば２２４０）に取り付けることができる。一例では、密封されたビームガイド２１４１ｄは、ヘッドライトリフレクタと同様の単一の金属化ポリマー基板とすることができ、入射レーザビームをレンズに導くように設計されている。
【０１３５】
図２２Ａは、入射方向（例えば、２１４５ｂ）のレーザビームをレンズ２１６０ａに導き、レンズから出力ビーム２１８０ｂを送信するように機能するビームガイド２１４１ｂを示す。ビームガイド２１４１ｂは、ビーム２１８０ｂがダイレクトレンジング領域の外側であるが間接レンジング領域の内側にある間接反射位置に当たるような方向に出力ビーム２１８０ｂを生成するようにさらに機能することができる（すなわち、ＬＩＤＡＲは、ＦＯＶを形成する一連の方向において直線方向に移動する）。この開示のために、レーザビーム（例えば、２１４５ｂ）がＬＩＤＡＲ（例えば、２１２０ａ）からレンズから送信される点までの直線距離は、誘導距離（例えば、距離２２１０）。いくつかの実施形態では、ビームガイドは、案内された距離２２１０に沿ってレーザビームを案内するために囲まれた領域または半密閉された領域を提供するように機能する。ビームガイドは、密閉された光アセンブリ（例えば、乗用車のヘッドライトまたは後部ブレーキライト）（例えば、３０センチメートル、１メートルまたは車両の前部から車両の後部へ）レーザビームは、車両の周りの大きな案内距離にわたって広がる。同様に、ビームガイドは、集中源からのレーザビームを分配するか、または車両の大きく多様な部分の周辺からのレーザビームを集めるように機能することができる。別ウィンドウ（タブ）の大きな表示で見るレンズ２１６０ａを有する図２２Ａのビームガイド２１４１ｂは、基板２２２０に取り付けられている。入射レーザビームは、基板に近接してまたは平行に移動することができる。基材２２２０は、車両の外部パネル（例えば、図２１Ｅの屋根パネル２１５５）とすることができる。図２２Ｂにおいて、ビームガイド２１４１ｃは、２つの車両パネル（例えば、パネル２１５６および屋根パネル２１５５）、反射器２１５０ａおよびレンズ２１６０ａを備える。図２２Ｂのビームガイドでは、固体ＬＩＤＡＲ２１２０ｃからの入射レーザビーム２１４５ｂは、本体パネル（例えば、２１５５）の前面２２２７の後ろを進む。車体パネルの前面は、車両と車両周囲の環境との間の面として定義することができる。別の態様では、少なくとも１つの非光透過性内面（例えば、不透明または反射面２２２５）が、身体パネル（例えば、２１５５）の前面（例えば、２２２７）の後ろに配置される。ビームガイド２１４１ｃにおいて、反射器は、前面２２２７の内側の内面２２２５に取り付けられ、または内面２２２５に埋め込まれる。反射器２１５０ａは、入射角度の範囲を有する入力ビームの範囲を誘導する働きをする。出力ビーム角度の対応する範囲を形成する。レンズ２１６０ａは、レーザビーム２１８０ｂを屈折させるか、または単に透過することができる。レンズ２１６０ａは、ビームガイドの端部でパネル２１５６と２１５５との間の間隙を封止するように機能することができる。パネル２１５５および反射器２１５０ａの内面２２２５は、不透明または反射コーティングまたはテープでパネル２１５５を機能化することによって形成することができる。空洞２１５２ａは、本体パネル２１５５の外面２２２７の背後に位置する内面２２５５と２２２６との間の空間または領域として定義することができる。ビームガイド２１４１ｃの実施形態では、空洞は、レーザビームの経路に沿ってＬＩＤＡＲにおけるレーザ入力点とレンズにおける出力点との間の線によって形成される方向）を有する。空洞は、内面２２２５に垂直な方向に薄く（例えば、１ｍｍから１０ｃｍまで）することができ、表面２２２５および２２２６がレーザビームの進行方向に沿って平行に保たれる場合、実質的に均一な厚さを有することができる。キャビティ２１５２ａは、本体パネル２１５５および２１５６によって少なくとも部分的に囲まれ、それにより、キャビティが汚れないようにすることができ、またはレーザの分布または集まりを妨げる障害物を排除することができる。例えば、ＬＩＤＡＲ２１２０ｂをキャビティ２１５２ａに封入することにより、車両の寿命を通してレーザ分配経路（例えば、ビーム２１４５ｃ用）にほこり及び異物がないようにすることができる。レンズ２１６０ａは、ＬＩＤＡＲ２１２０ｂの開口部よりも大きな表面積を有する本体パネル２１５５の縁部にある細長いストリップとすることができ、それによって、レンズの外面に蓄積する汚れおよび破片からの耐性を高めることができる。図１は、図２３は、本開示の一実施形態による車両一体型レーザ分配システムの様々な構成要素の分解図である。４つの細長いレンズ２１６０ａ、２１６０ｂ、２１６０ｃおよび２１６０ｄが、車両ルーフの縁部に配置されている。レンズは、車両の窓またはフロントガラスの後ろに一体化することができる。例えば、多くの車両は、フロントガラスによって保護されているリアウインドシールドの内側に、第３のリアブレーキライト用のレンズを組み込んでいる。レンズ２１６０ｄは同様にフロントガラスの後ろに配置することができる。一実施形態では、１つまたは複数のレンズを、ブレーキライトまたはヘッドライト用の既存のレンズとすることができる。１組の反射器は、狭い（例えば、１インチ）キャビティの反対側に配置された２つの実質的に対向するサブセット（例えば、２１５０ｆおよび２１５０ｇ）に配置することができる。リフレクタサブセット２１５０ｆおよび２１５０ｇは、ヘッドライトリフレクタに使用されるのと同様のメタリックプラスチックとすることができる。リフレクタサブセット２１５０ｆおよび２１５０ｇは、車体の研磨された金属部分（例えばパネル）であってもよく、または、リフレクタサブセット２１５０ｆを屋根パネル２１５５ｆに取り付けてもよい。またはフレーム（例えば、ピラーまたはＢピラー）。空洞２１５２ａは、金属屋根支持体２３１０のような広範囲の伝統的な構造支持要素を含むことができる。一態様において、車両屋根支持体（例えば２３１０）の穴または開口部２３２０は、レーザビームがレーザ分配システム。
【０１３６】
図２２Ｃを参照すると、自動車製造業者は、リフレクタおよびレンズを含む密封されたヘッドライトユニットをますます実装している。ビームガイド２１４１ｄは、２つ以上の非透過面２２２５および２２２６、レンズ２１６０ａ、および基板２２３０上に配置された１つまたは複数の反射器（例えば、２１５０ａおよび２１５０ｄ）を含む密封または半密封されたビームガイドを示す。１つまたは複数の基板２２３０（例えば、成形ポリマーまたは成形金属）の一部とすることができる。基板２２３０は、封止されたヘッドライトと同様にレンズに封止され、それにより、密閉されたビームガイド２１４１ｄに塵や水分が侵入するのを防ぐように設計された防水シールを提供する。ビームガイドの入口で、ＬＩＤＡＲ２１２０ａは、基板２２３０と密接に接触することができる。基板２２３０は、様々な取り付け技術（例えば、リベット、ねじ、スペーサ）を使用して車両フレーム（例えば２２４０）に取り付けることができる。一例では、密封されたビームガイド２１４１ｄは、ヘッドライトリフレクタと同様の単一の金属化ポリマー基板とすることができ、入射レーザビームをレンズに導くように設計されている。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、ビームガイドは、光が移動することができるキャビティを備え、キャビティは、車体パネルの前面の背後に位置する２つ以上の実質的に対向する非光透過面の間に配置される。ビームガイドは、入力角度を有するレーザビームを受け入れるための第１の端部と、レーザビームを透過させるための第２の端部のレンズとをさらに備え、レンズからレーザビームを送信すると、レーザビームは、入力方向（例えば、ビーム２１４５ｃの方向）に基づいて、直接測距点のセットの外側の点に当たる方向（例えば、ビーム２１８０ｂの方向）に移動する。レーザビームは、２つ以上の実質的に対向する非光透過面の１つ以上の反射部分によってキャビティに沿って案内され得る。
【０１３８】
図２３は、本開示の一実施形態による車両一体型レーザ分配システムの様々な構成要素の分解図である。４つの細長いレンズ２１６０ａ、２１６０ｂ、２１６０ｃおよび２１６０ｄが、車両ルーフの縁部に配置されている。レンズは、車両の窓またはフロントガラスの後ろに一体化することができる。例えば、多くの車両は、フロントガラスによって保護されているリアウインドシールドの内側に、第３のリアブレーキライト用のレンズを組み込んでいる。レンズ２１６０ｄは同様にフロントガラスの後ろに配置することができる。一実施形態では、１つまたは複数のレンズを、ブレーキライトまたはヘッドライト用の既存のレンズとすることができる。１組の反射器は、狭い（例えば、１インチ）キャビティの反対側に配置された２つの実質的に対向するサブセット（例えば、２１５０ｆおよび２１５０ｇ）に配置することができる。リフレクタサブセット２１５０ｆおよび２１５０ｇは、ヘッドライトリフレクタに使用されるのと同様のメタリックプラスチックとすることができる。リフレクタサブセット２１５０ｆおよび２１５０ｇは、車体の研磨された金属部分（例えばパネル）であってもよく、または、リフレクタサブセット２１５０ｆを屋根パネル２１５５ｆに取り付けてもよい。またはフレーム（例えば、ピラーまたはＢピラー）。空洞２１５２ａは、金属屋根支持体２３１０のような広範囲の伝統的な構造支持要素を含むことができる。一態様において、車両屋根支持体（例えば２３１０）の穴または開口部２３２０は、レーザビームがレーザ分配システム。
【０１３９】
図２４Ａは、複数の面（例えば、２４１０ａ、２４１０ｂ、２４１０ｃ、２４１０ｄ、２４１０ｅ、２４１０ｆ）を示し、それぞれが、レーザＬＩＤＡＲ２１２０ａの直接ＦＯＶの外にある物体からの間接反射が、本開示の一実施形態による車両一体型レーザ分配システムの様々な構成要素を使用してＬＩＤＡＲに提供されてもよい。各平面（例えば、２４１０ａ）は、方位平面内の様々な角度での複数の出力方向と、高さ平面内の一定の角度とを含む。平面２４１０ａ〜ｆは、レーザーパルス及び反射が車両を越えて測距位置へ及びそこから移動することができる測距領域（即ち、３次元空間）の部分も示している。図２４Ｂは、車両の前方の低仰角でレーザ反射を提供するように動作可能な追加の平面２４１０ｈと、車両の後ろの低い仰角からの反射を提供するように動作可能な平面２４１０ｇとを示す。これらの低い仰角面（例えば、２４１０ａ）は、駐車（例えば、ガレージ及びコンパクト駐車場）に特に有益であり得る。低仰角面（例えば、２４１０ａ）はまた、高い点から発散し、したがって、側面に取り付けられたＬＩＤＡＲが行うように広い弧を張る必要なしに、全面を地面に結像することができるという利点を有する。
【０１４０】
図２５は、ＬＩＤＡＲおよび細長いレンズを含む車両一体型レーザ分配システムのいくつかの構成要素を示す。細長いレンズ２１６０ａは、車体パネル（例えば、２１５５）の縁部に配置することができる。乗用車では、ルーフパネル２１５５とサイドパネル２５１０との間の接合部に成形ストリップを有し、パネル間の接合部を覆うことが一般的である。細長いレンズ２１６０ａは、ルーフパネル２１５５とサイドパネル２５１０との間の接合領域２５２０内に配置することができる。この配置の選択により、レーザ光線を屋根パネルの上に、または屋根パネルの下に、またはルーフパネルの下に（例えば２１Ｄ）。図２５および図２６を参照すると、レンズ２１６０ａは、様々な方法でレーザビームを送信するように動作可能な様々な特徴を有することができる。例えば、平坦部分２５１０は、同じ方向を有する出力ビーム２１８０ｅとして入力レーザビーム２１４５ｂを送信し、それによって直接ＦＯＶに寄与することができる。入力レーザビーム２１４５ｄは、レンズ２１６０ａのセクション２５２０によって拡大され、それにより、より大きなレーザスポットサイズ２１８０ｄを生成することができる。より大きいスポットサイズ２１８０ｄは、小さなスポットサイズよりも多くの物体からの反射を提供することによって物体検出に有用であり得る。入力レーザビーム２１４５ｃは、反射器２１５０ｂによって反射され、レンズ２１６０ａの部分２５３０によって屈折され、出力ビーム２１８０ｃを生成することができる。図２６は、レンズ、ＬＩＤＡＲ、およびルーフパネル２１５５に組み込まれたリフレクタ２１５０ｂを含む車両一体型レーザ分配システムを示す。図２６において、出力ビーム２１８０ｃは、ダイレクトＦＯＶの外側の間接レーザ測定領域２６１０を通って進み、間接反射位置（例えば、２６２０）。このようにして、車両２１６０ａに一体化されたレンズ２１６０ａは、反射位置の範囲をＬＩＤＡＲ２１２０ａのＦＯＶ外の位置に広げることができ、または車両によって覆い隠されたＦＯＶの一部分を補償することができる。このようにして、レンズ２１６０ａは、レーザ反射のための間接的な経路を提供することによって、遮光されていない部分にＦＯＶの他の部分を遮ることができる。入力ビーム２１４５ｅは、車両を越えて直接ＦＯＶ内を移動することができる。図２６のレーザ分配システムの一実施形態では、ＦＯＶの大部分は、従来の回転ＬＩＤＡＲと同様の直接ＦＯＶから構成することができる。１つまたは複数の仰角では、方位角の範囲（例えば、図２５の２１９０）が車両一体化レーザ分配システムと相互作用し、それによって車両形状に適合するように複雑な方法で分散させることができる（例えば、ブラインドスポットなどの特定の領域で解像度を向上させるために角度分解能を集中させるか、または拡大する）。
【０１４１】
図２７Ａは車両一体型レーザ分配システムが車両に組み込まれたものを図形化、現時点での実施形態においてそれは車両の天井に装着され、レーザーレンジファインダーとビームガイドが搭載されている。カルフォル二ア州サニーヴエールはＱｕａｎｅｒｇｙ社のＬＩＤＡＲ  Ｓ３モデルと違い、ＬＩＤＡＲ２１２０ｂはソリッドステート型で有りながら可動部を有していない。主にソリッドステート型ＬＩＤＡＲは視野方位角範囲に制限（例：前方方向より＋２５度と―２５度）がある事が多い。その結果、ＬＩＤＡＲ２１２０ｂは直接視野において２１１０車両後方範囲をカバーしきれない恐れがある。ＬＩＤＡＲ２１２０ｂは直接視野を測距定し、２１２５ｃは平面オブジェクトでの間接測距、さらに２４１０ｇと２４１０ｈは直接視野を超えた重要な盲点（例：車両の車線変更のため）に役立たせる。車両一体型レーザ分配システムはＬＩＤＡＲ２１２０ｂで構成される：２１５０ｇと２１５０ｆであるリフレクター、そしてレンズ２１６０ｅを曲げる。リフレクター２１５０ｇはＬＩＤＡＲ２１２０ｂの視野を幾ばくか反射する事でレーザービームを車両パネル２１５６に実質並行及び近くにガイドし、レンズ２１６０ｅを経由し平面２４１０ｇに伝道される。例えば、特定の方位角（例：ＬＩＤＡＲ２１２０ｂ前方方向からみて２０―２５度）と一つまたは複数の仰角（例：地面より＋２０度）はリフレクター２１５０ｇによって反射され、レンズ２１６０ｅによって屈折し間接レーザー測距平面２４１０ｇが作成される。これによりビームガイドは車両内での狭い角度範囲（例：５―１０度）からレーザーパルスをより広域角度範囲（例：３０―６０度）に車両周辺の間接レーザー測距範囲を拡大する事が可能である。
【０１４２】
いくつかの実施形態では一つまたは複数のリフレクターは再配置可能（例：電動化）である。様々なＬＩＤＡＲは方位角を作成するための高速回転鏡を搭載しているが、車両一体型レーザ分配システムの鏡はレーザー測定範囲または間接視野の平面（例：２４１０ｇ）を変更するために再配置が可能だ。リフレクターは車両の状態変化（例：バックに入れる、基準スピードを超えて走行する）に対応して再配置する事が可能である。位置情報やセンサーデータ（例：カメラ映像またはレーダーデータ）、特定の動作（例：駐車動作）または危険（例：縁石や他車両のサイドミラー）に対する反応をリフレクターの再配置をする事で対応可能である。例えば、車両２１１０が駐車しようとしているデータに対応して車両一体型レーザ分配システムはリフレクター２１５０ｇを駐車目的のために再配置する。リフレクター２１５０ｇの再配置はインプットレーザービームをある配置（例：２５３０）のレンズ２１６０ｅを通じて低い仰角（例：地面に向けて）に向けてレーザーを屈折する事ができる。これにより車両一体型レーザ分配システムは様々な危険（例：駐車中におけるガレージ内の障害物等）に対して柔軟に対応可能。同車両一体型レーザ分配システムはリフレクター（例：２１５０ｇ  ２１５０ｈ）を車両２１１０の高速道路走行に対応するため、仰角２４１０ｇと２４１０ｈを上げてより長距離における盲点検知を可能とする。また、平面２４１０ｇと２４１０ｈは背面検知拡張のためにも用いられる。
【０１４３】
図２７ＢはＬＩＤＡＲ２１２０ａ及びレンズ２１６０ｅを搭載した車両一体型レーザ分配システムを図に表したものである。レンズ２１６０ｅはＬＩＤＡＲ２１９８ａの視野からカーテン状の平面２４１０ｉに対し光を狭い仰角に屈折する。カーテン状の平面２４１０ｉはインプット角度範囲（例：２１９０）に対応するように狭いアウトプット角度範囲（例：２１９５）を定めてレンズ２１６０ｅに照射する事ができる。なお、レンズ２１６０ｅは広い範囲の方位角（例：図２７Ｂに示される通り２１８０°）も照射可能である。この方法を用いると平面２４１０ｉは非常に車両２１１０に近い障害物を狭い仰角で効率的に探知する事ができる。仰角範囲は視野閉塞された部分（）から選択可能だ。そのため、図２７Ｂに示されるデザインなら視野閉塞が起きている部分を用いて車両２１１０に近い障害物（例：通行人、縁石、乱雑なガレージ内の置物等）のイメージング目的で効率よく再利用できる。それに比べ、サイドマウント型ＬＩＤＡＲ（例：２１２０ｄ）は広い仰角範囲（例：２１１６）を必要とし、車両２１１０と同じ領域（例：２１２５ｄ）の測距をするために広い方位角（図解無し）を必要とする。
【０１４４】
図２７Ｃは車両一体型レーザ分配システムの別実施形態で車両２１１０天井下の部分的にＬＩＤＡＲ２１２０ａを搭載、さらにレンズ２１６０ｆはＬＩＤＡＲの直接視野より広い平面２４１０ｉにレーザー測距をする。実施形態図２７Ｃのレンズ２１６０ｆとＬＩＤＡＲ直接視野の一部は車両２１１０の天井の下に埋め込まれている。このデザインはレンズ２１６０ｆをルーフラインの下（例：背面ガラスの裏）に搭載する事ができる。また、このデザインなら車両一体型レーザ分配システムがブレーキライトに関連するレンズを一部または全てをレンズ２１６０ｉとして使用可能である。ＬＩＤＡＲ２１２０ａの一部視野は車両２１１０ルーフパネルの下にレンズ２１６０ｆのために割り振る事も可能である。もう一部のＬＩＤＡＲ視野はルーフパネルの上で直接視野を網羅する。
【０１４５】
図２８はＬＩＤＡＲの間接視野を網羅するためにフロントパネル（例：バンパー、フードとグリル）の裏に車両一体型レーザ分配システムを搭載した車両の模範的な図である。ソリッドステート型ＬＩＤＡＲ２１２０ｂの視野は方位角面の角度範囲２１１８と仰角面角度範囲（図２８に図解無し）から成立する。角度範囲２１２７ｃによって成立する直接視野は障害物の直接測距をレーザー測定範囲２１２５ｃで達成する。角度範囲２１１８のサブセット（例：サブセット２８２０）は直接視野（市販のＬＩＤＡＲが検知できる角度範囲）が検知できない一つまたは複数の間接レーザー測定範囲（例：２８１０）の間接測距に特化する。また、間接視野は様々な方角、範囲２８２０にある方位角、そしてＬＩＤＡＲ２１２０ｂ視野の仰角（例：地面より＋２０°と―２０°）によって成立する。図２８の実施形態では車両２１１０のフロントパネル２８０５（例：フロントバンパー）の裏に設置されたリフレクター（例：２１５０ｈ、２１５０ｉ、２１５０ｊ、２１５０ｋ及び２１５０ｌ）によって方位角２８２０のレーザーが反射される。方位角２８２０にあるレーザービームはフロントパネル２８０５と実質平行に反射する。そのリフレクターのセットはヘッドライト構成に似たプラスチック基板にマウントされている。図２８の実施形態において方位角範囲２８２０から反射されたレーザーは最終リフレクター２１５０ｍとレンズ２１６０ｆによってアウトプット仰角範囲２８３０を経て領域２８１０に反射する。この時リフレクターを（例：２１５０ｈ、２１５０ｉ、２１５０ｊ、２１５０ｋ及び２１５０ｌ）固定配置する事で車両の組み立て時に固定的に設置する事も可能である。例えば、リフレクターを車両バンパーの発泡衝撃吸収材（例：フォームブロック）に埋め込む等ができる。他のリフレクター、例えばインプットまたはアウトプット側のビームガイド２１５０ｍは再配置（例：手動または電動配置）をする事も可能である。この可動あるいは電動リフレクターは角度範囲２８３０を動的に再構成し続ける事で様々な領域２８１０を作成する。複数の実施形態では領域２８１０は直接視野（角度範囲２１２７ｃから成立）から探知できる範囲（例：２１２５ｃ）より独立、なお一部のケースでＬＩＤＡＲ２１２０ｂの直接視野（角度範囲２１１８から成立）から完全に外れた領域を指す。他の実施形態では連続リフレクター２１５０ｏ及び２１５０ｎをボディーパネル２８０５配下の細い空間に対角する様に設置し、レーザービームをレンズ２１６０ｇに反射するように設計されている。
【０１４６】
図２９は車両マウント型ビームガイドを用いて拡大測距レーザーレンジファインダー（合計レーザー測定範囲または閉塞されていない直接視野の拡大）を達成するためのプロセス２９００を表している。
【０１４７】
ブロック２９１０にてＬＩＤＡＲの設置及び車両に取り付けによるＬＩＤＡＲの視野が設定される。ブロック２９２０にてアダプターが設置され、多少ＬＩＤＡＲの視野範囲に収まる場所にアダプターを設置する。アダプターは視野の一部からレーザービームを車両に設置されたビームガイドに伝導する役割を果たす。
【０１４８】
ブロック２９３０にて、ＬＩＤＡＲが照射するレーザーのインプット方角は視野の範囲内に設定される。
【０１４９】
ブロック２９４０にてレーザービームはビームガイドに伝導されるが、ビームガイドはレンズ及びリフレクター２セットによって構成され、ＬＩＤＡＲから離れている。
【０１５０】
ブロック２９５０にてレーザービームは車両ボディーパネル裏で２対のリフレクターの間にあるレーザー伝導媒体によって伝導される。実施形態によっては手法２９００のリフレクターセットはそれぞれ一つのリフレクターから構成される。また他の実施形態では最初のセットにある各リフレクターは平面状態で基盤（例：ポリマーあるいは金属）に張り付いており、各自同じ設計となっている。さらに別の実施形態では２セットあるリフレクターの各リフレクターは一つの基盤の一部、あるいは張り付いている設計だ（例：一体型ポリマー基盤に各リフレクターセットが対面に張り付いている）。実施形態によってリフレクターセットは各セットにリフレクターが一つずつしかない状態で一つの基盤の一部になっている、あるいは張り付いている設計もある（例：一体型ポリマーあるいは金属基盤に付いた二つの細長い反射体を用いてレーザービームを伝導）。また、一部の実施形態は２つのリフレクターセットの間にレーザービームを伝導する際、最低５０ｃｍ相当の距離をボディーパネルから伝導する事ができる。
【０１５１】
ブロック２９６０にてレーザービームはレンズを通じてアウトプットされるが、インプット方向によってアウトプットの向きが決定し、ビームガイドによってレーザービームの反射位置を車両の直接反射位置の境目より遠方に伝導する（すなわち、ＬＩＤＡＲの直線照射方向から測定できる直接測距レーザー測定範囲を除いた測定位置）。
【０１５２】
図２９Ｂは車両マウント型ビームガイドを用いた拡大測距レーザーレンジファインダーを実現する別手段２９０５を表している。
【０１５３】
ブロック２９４５にてレーザービームはビームガイドに伝導されるが、ＬＩＤＡＲから独立しているビームガイドはレンズ付属がかつ車両に搭載されている。そのビームガイドはＬＩＤＡＲに向けられるインプットレーザービーム角度範囲をレンズによってアウトプットレーザービーム角度範囲に変換する。これはレンズがビームガイドにおけるリフレクターの役割を果たし、レンズがレーザービームの屈折、複数のリフレクター、レンズまたはプリズムでもある。
ブロック２９６５にてレーザービームは車両に取りつけられたレンズを通じてアウトプットされるが、インプット方向によってアウトプットの向きが決定し、アウトプット方向によってレーザービームが車両視野の直線照射方向の境目より遠方に伝導する。
【０１５４】
図３８ＡはＬＩＤＡＲ電子回路３８２０、アダプター３８１０及びリアハウジング３８３０から構成するＬＩＤＡＲ３８０１を図に表したものである。ＬＩＤＡＲ３８０１の視野はレーザービームが照射できる方向全てを網羅する。アダプター３８１０はＬＩＤＡＲ電子回路３８２０の前方に設置する事でＬＩＤＡＲ３８０１の役割を特定のビームガイド向けに対応・設定・カスタマイズ（例：特定のモデル、型の車両に設置されたビームガイド）された車両搭載型車両一体型レーザ分配システム、または車両搭載型レーザー反射収集システムに設定する事ができる。ＬＩＤＡＲ電子回路３８２０は光フェーズドアレイ（ＯＰＡ）を組み込めばレーザービームを様々な方向に照射し視野を構成する事が可能である。ＬＩＤＡＲ３８０１は最初のサブセットレーザービームを直接周辺に照射する事で障害物の直接レーザー測距をＬＩＤＡＲ電子回路３８２０の前方で可能とする。アダプター３８２０全面３８３５の一部をＬＩＤＡＲ電子回路３８２０の照射するレーザービームが通過する事で直接レーザー測距を補助する役割を果たす。
【０１５５】
アダプター３８１０は一つまたは複数のレーザービームガイドに二つ目のレーザーサブセットを伝導する役割を持つ。一つまたはそれ以上の窓口あるいは透明窓３８４０ａ―ｃはレーザービームを通過する事で（例：ガラス製）一つまたは複数のビームガイドにレーザービームを伝導する事が可能である（例：図２１Ｄのビームガイド２１４１ａまたは図２２Ａのビームガイド２１４１ｂ）。なお、アダプター３８１０の利点は車両メーカーは数ある標準またはカスタム型アダプターを選択でき、その数と配置を搭載型車両一体型レーザ分配システムのレーザービームガイドに合わせる事が可能である。ＬＩＤＡＲ電子回路３８２０に合わせて標準またはカスタム型アダプター集合体のデザインが可能である。そうする事で、ＬＩＤＡＲメーカーはＬＩＤＡＲ電子回路体を開発・改良し、車両メーカーはＬＩＤＡＲ電子回路３８２０（例：一度のスキャンで計測できるポイント数、視野の方位角と仰角範囲）の視野に関する基礎的知識を以ってしてアダプター３８１０を開発あるいは選択する事ができる。同じく、車両メーカーはアダプター３８１０を元にアダプター３８１０からレーザービームを収集するビームガイドのデザイン（例：図２８の２１５１０ｌに見られるようなリフレクターの配置）を開発する事が可能である。アダプター３８１０は高周波やマイクロ波のガイドをするＲＦコネクタに似た機能を有している。アダプターの特徴の一つで、コネクタシェルをビームガイドの配置場所のガイドライン及び車両・ＬＩＤＡＲへの設置ポイントとして使用される。
【０１５６】
図３８ＢはＬＩＤＡＲアダプター３８１０の表面３８５０から直接視野内の複数箇所（例：３８６０ａ及び３８６０ｂ）にレーザービームを伝導し、レーザービーム３８７０をアウトプット方向３８７５を経てビームガイドに反射または屈折する様子を図に表している。
【０１５７】
図３８Ｃはアダプター３８１０が視野３８８０の直接領域と視野の間接領域３８９０ａ及び３８９０ｂの表面（例：図３８Ｂにおける３８６０ａ及び３８６０ｂ）で反射・屈折し、最終的に角度範囲３８９５ａ及び３８９５ｂを形成した後にレーザービームガイドに伝導される様子を図で表している。
【０１５８】
図３９は車両ＬＩＤＡＲ視程の測距範囲外から複数方面より反射されるレーザーによってもたらされた直接視野及び間接視野を含むＬＩＤＡＲの視野を図で表している。ＬＩＤＡＲ１１０から照射されるレーザービームは直接視野３９８０方面に伝導され、直接測距ポイントの集合体内のポイント（例：１５０ｄあるいは１５０ｅ）に直線で伝導される。また、ＬＩＤＡＲ１１０の視野３９１０は領域３８９０ａ及び３８９０ｂにガイドされたレーザービームによって構成された間接視野を含んでいる。例えば、図３９では方位角の範囲０―１０°と５０―６０°は順番にリフレクター（例：図３８Ｂにおける３８６０ａ及び３８６０ｂ）に飛ばされ、アダプターの窓口（例：図３８Ａにおける３８４０ａ）を通り抜けてレーザービームガイドに到達する。直接測距ポイント集合体を外れたポイントからの反射（レーザーが直線で反射されるポイントの集合体の事）は３９２０ａ及び３９２０ｂの様な盲点、前方低地上高３９２０ｃや背面反射３９２０ｄなどを含む間接測距領域を構成する。間接領域３８９０ａや３８９０ｂは搭載されたＬＩＤＡＲの閉塞された部分にオーバーラップするように選択する事が可能である。そのため、図３８Ａに見られるアダプター３８１０はＬＩＤＡＲの閉塞された一部視野を効果的に再利用できるため、車両の視野範囲を網羅するために必要なＬＩＤＡＲの数を減らす事ができる。
【０１５９】
レーザーレンジファインダー付属ダイナミック計測開口
図３０Ａでは動的操縦されたレーザーレンジファインダー３０１０（例：ＬＩＤＡＲまたは３Ｄレーザースキャナ）が空間光変調器３０３０を用いて電子制御開口（例：窓口）をレーザー受信部の視野に作り、その開口の位置は対応する操縦可能なレーザーの位置情報を元に電子的に設定されたものである事に関連した技術を図で表している。ＬＩＤＡＲにおける一つの課題はレーザー検知器視野にある様々な発光あるいは明度の高い障害物からレーザー反射を識別する事にある。機械式操縦ＬＩＤＡＲ（例：カルフォル二ア州Ｖｅｌｏｄｙｎｅ  ＬＩＤＡＲｓまたはＭｏｒｇａｎ  Ｈｉｌｌ社製ＨＤＬ―６４Ｅ）はレーザー送信機（例：レーザーダイオード）をレーザー受信機（例：ＰＩＮフォトダイオード）のレーザー導線に沿った小さな領域に焦点を合わせるように向ける事ができる。これによりＬＩＤＡＲレーザー検知器をレーザー送信機への方向に対して効率的に焦点を合わせる事が可能である。機械式ＬＩＤＡＲ送信機とレーザー検知器は機軸を元に３６０°視野が達成可能となる。この方式の利点はレーザー検知器が常にレーザー反射を受信できる方向に向けられている事にある。それにより、機械式ＬＩＤＡＲのレーザー検知器は検知器が瞬間的に向いている方向の外にある眩しい光源（例：太陽や車両ヘッドライト）に対抗できるデザインとなっている。
【０１６０】
それに比べて、ソリッドステート型ＬＩＤＡＲ（例：カルフォル二ア州サニーヴエールＱｕａｎｅｒｇｙ社のＳ３モデル）のレーザー検知器は幅広い視野から光を受信可能である。例えば、方位角面に５０°視野を持つソリッドステート型ＬＩＤＡＲはレーザービームを視野内で操縦できるが同時に視野内の全ポイントから光を受信する事もある。この場合レーザー検知器は視野内にある光源の影響を一度に受けてしまう事がある。これは電荷飽和状態を招き、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイの様なよりコストパフォーマンスの高いレーザー検知器電子回路の利用を妨げる恐れがある。ＣＣＤはとりわけ飽和電荷量が低いとされているがそのため、飽和電荷量が小さいＣＣＤは飽和状態に達した時光量が飽和する。フォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）はＣＣＤに比べ電荷飽和量が多いため多くのＬＩＤＡＲに利用されている。自動車両の多くにＬＩＤＡＲは利用され、ＬＩＤＡＲレーザー検知器における明るい光源（例：ヘッドライトや太陽等）や他レーザー供給源（例：他ＬＩＤＡＲやＤｏＳ攻撃）への耐久性を大幅に改善できるとされている。
【０１６１】
ある実施形態では現存技術と電子操縦開口によりＬＩＤＡＲレーザー検知器は動的に推定されるレーザー位置情報から受信可能な光量を制限する事で視野をコントロールする事が可能である。電子操縦開口は空間光変調器（ＳＬＭ）の複数のセグメントを以ってして光透過性を電子的に制御（例：液晶アレイセグメント）する事が可能である。セグメントのサブセットを暗色化する事でレーザー検知器に到達する予想されたレーザー反射光の範囲外から来た光を遮断する。図３０Ａ及び図３０Ｂに戻るが、動的操縦型レーザーレンジファインダー３０１０は操縦可能なレーザー送信機３０１５の様な光フェーズドアレー（ＯＰＡ）を利用する事ができる。操縦可能なレーザー送信機３０１５はレーザー、レーザースプリッター、多モード干渉カプラ、光移相器（例：線形抵抗加熱電極）、スプリットを結合するための面外光結合器、位相シフトビームをアウトプットレーザービームとして操縦方向に向けると言った要素で構成されている。動的操縦レーザーレンジファインダー３０１０は光検出器３０２０（例：ＰＩＮフォトダイオード、アバランシェフォトダイオードまたはＣＣＤアレイ）を含んでいる。空間光変調器（ＳＬＭ）は光検出器３０２０の前方（例：光検出器３０２０の視野内）に設置する事ができる。またＳＬＭは光透過性を電子制御できる複数のセグメント（例：セグメント３０３２）で出来ている。模範的なＳＬＭはセグメントの中に複数のコンポーネントを持っており、それはＬＣＤアレイの様な酸化インジウムスズを含むガラス基板を用いて各セグメントの境目を作り、液晶レイヤー、レーザー波長を含む波長範囲を選別する偏光板と色フィルタで構成されている。動的操縦レーザーレンジファインダー３０１０は周辺の光を光検出器３０２０に焦点を合わせるレンズを含んでいる。また、動的操縦レーザーレンジファインダー３０１０は制御回路３０２５も含んでいる。制御回路３０２５はレーザーステアリングパラメータを作成または受信する事でレーザーをどうステアリング（例：方向、軌道、またはレーザースキャンするべき領域）するべきかを決定する。制御回路３０２５はさらにコマンドや信号を操縦可能なレーザー送信機３０１５に転送し操縦可能なレーザー送信機からレーザービームを照射する。また、制御回路３０２５はＳＬＭ３０３０に開口３０６０ａを作成する事も制御する。開口は非ゼロサブセットセグメント（例：３０３２）を以ってして光検出器３０２０視野から到達する最初の光を遮断し、次に視野から到達するレーザー照射方向データから発生したと思われる小さい光を伝導する。図３０Ａの実施形態にて遮断された視野は電子制御セグメントの非ゼロサブセットに電圧をかける事で液晶を一つまたは複数の偏光板に対して回転させた上でセグメントに光を通過させない状態を発生させる。すなわち、多くのセグメントサブセットは視野から届く光を電子的に遮光（例：３０７０）し、さらに車両３０７５や太陽３０８０からも遮光する事ができる。
【０１６２】
図３０Ｂは光検出器３０２０とＳＬＭ３０３０を図で表している。光検出器３０２０の一部視野は角度範囲３０８５で表現されているが、ＳＬＭの開口３０６０ａを通じて光を受信する。光検出器３０２０のもう一部の視野は角度範囲３０９０の構成によって遮断されており、開口３０６０ａ送信部周辺のセグメントサブセットが暗色化されている。
【０１６３】
図３１は動的操縦レーザーレンジファインダー３０１０の複数コンポーネントを図で表している。制御回路３０２５はレーザーステアリングパラメータ生成・変更器３１１０を用いて操縦可能なレーザー送信機３０１５のためにレーザーステアリングパラメータを受信または生成する。例えば、レーザーステアリングパラメータ生成器３１１０は１０ミルビーム発散相当のレーザービームを高頻度で出力し、スポットサイズが半径５ミリのレーザーを送信機視野にて左右上下１０Ｈｚスキャンレートでスキャンする命令を受信することもある。あるいは、レーザーステアリングパラメータ生成・変更器３１１０はレーザーステアリングパラメータのレーザースキャン軌道を生成・変更し、直列軌道ポイント、直列レーザーパルスの位置を用いてレーザー送信機が特定のポイント密度・スキャンレートでレーザースキャンを送信機視野の領域で行う。有る一面ではレーザーステアリングパラメータ生成・変更器は高度な命令（例：任意のレーザースキャンパターン）を生成または受信する事ができ、その任意レーザースキャンパラメータをレーザーポジショナ回路３１２０に転送し、任意の場所にレーザービームを照射するための信号を送信する。もう一つの特徴は操縦可能なレーザーの現在または近未来方向の情報をＳＬＭ開口ポジショナ回路３１３０に転送する事が可能である。ＳＬＭ開口ポジショナ回路３１３０はＳＬＭ３０３０の複数電子制御セグメントの駆動回路として機能する。ＳＬＭ開口ポジショナ回路３１３０は一つまたは複数のトランジスタ、あるいは集積回路を有する。ＳＬＭ開口ポジショナ回路３１３０の数ある実施形態の特徴としてレーザーポジショナ３１２０またはパラメータ生成器３１１０から届く視野内レーザー位置、レーザー検出器３０２０に届く光量（例：電荷飽和の度合い）を結合する事ができる。こうする事で、周辺光が眩しい時にはＳＬＭ開口ポジショナは開口部を狭くする事でレーザービーム３０４０からの反射を高い確率で含んでいる領域の視野のみを通す。ある実施形態では制御回路３０２５はレーザーステアリングパラメータ生成・変更器３１１０、レーザーポジショナ３１２０とＳＬＭ開口ポジショナ３１３０を含んでいる。また、ある実施形態では制御回路３０２５はＳＬＭ開口を簡便的な開口位置（例：３０６０ａ）ルックアップテーブルを用いて対応するレーザービーム方向（例：レーザー視野内のビーム方向３０４０）を制御する事が可能である。
【０１６４】
図３２は他の開口形状を図で表している。図３１の開口３０６０ｂは３０６０ａより広いため、より広範囲の角度３０８５にある光がレーザー検知器に到達する。開口３０６０ｂは反射されたレーザーパルス３０５０の方向付けに役立つが、おおよその位置の把握またはレーザービーム３０４０が広いビーム発散をした時に役立つ。開口３０６０ｃはスロット開口を表しており、特にレーザーがレーザー検知器視野の左右を一定の仰角でスキャンされた場合に役立つ。開口３０６０ｄは超解放開口であり非ゼロサブセットを５つセグメント３２１０で構成しており、それらは視野の小さい部分から届く光を電子制御で遮断する。開口３０６０ｄはＳＬＭ３０３０が特定視野の光（例：太陽は対向車のヘッドライト）を遮断するときに役立つ。
【０１６５】
図３３はこの実施形態における模範的なレーザーレンジファインダー３０１０の複数コンポーネントを図で表している。レーザーレンジファインダー３０１０はセンサーデータプロセッサ３３７５のデータを元にレーザーステアリングパラメータを生成するためにレーザーステアリングパラメータ生成・変更器３１１０を含んでいる。レーザーレンジファインダー３０１０はレーザーポジショナ３１２０をレーザーパルス生成またはレーザービームステアリングをレーザーステアリングパラメータに基づいた視野の一つまたは複数位置をするために含まれる。電子操縦レーザーポジショナ３１２０は一つまたは複数の光遅延線、音響性または熱性レーザーステアリング要素を含んでいる。レーザーレンジファインダー３０１０はレーザー送信機３０１５を含むが、一つまたは複数のレーザービーム２４４０をレーザーポジショナ３１１０によって検知された視野内にある一つまたは複数の位置に照射する。レーザー生成器は一つまたは複数のレーザーダイオード、近赤外レーザーを生成する事ができる。レーザーポジショナ３１２０及びレーザー送信機３０１５はアメリカ国防高等研究計画局のＳＷＥＥＰＥＲの様なチップスケール光学走査システムと結合する事が可能である。レーザーレンジファインダー３０１０は一つまたは複数のパルスを入射レーザービーム３０４０から生成できる。また、レーザーレンジファインダー３０１０は一つまたは複数のレーザー反射３０５０を入射レーザービーム３０４０から受信する事ができる。ＳＬＭ開口ポジショナはレーザーステアリングパラメータ生成器３１１０からレーザービーム３０４０の方向データを受信する事ができる。様々な実施形態においてレーザービーム３０４０の位置データはこれから来る未来のレーザーパルスであり、それは特定視野にレーザーを向けるべき未来の位置であったり、開口をどこに向けて配置するかの情報でもある。レーザーレンジファインダー３０１０は光検知器３０２０を含み、それは反射された光及び連続レーザービームを検知する。光検知器３０２０は一つまたは複数のフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、ＰＩＮダイオード、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ、増幅器やレンズを用いて反射された光が予想される狭い視野から入射する光の焦点を合わせる。
【０１６６】
レーザーレンジファインダー３０１０は飛行時間計算器３３５５を用いてレーザーパルスが物体に照射し反射する飛行時間を計測する。飛行時間計算器３３５５は反射された波と照射されたレーザービーム位相の位相角を比較する事で飛行時間を推定する。飛行時間計算器はアナログ・デジタル変換器を含み、それは反射された光子のアナログ信号をデジタル信号に変換する。レーザーレンジファインダー３０１０は光量計３３６０を有しており、反射された光の強度を計算する。飛行時間計算器はアナログ・デジタル変換器を含み、それは反射された光子のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【０１６７】
レーザーレンジファインダー３０１０はデータアグリゲーター３３６５を用いて飛行時間計算器３３５５と光量計２４６０から集めたデジタル化データを収集する。データアグリゲーターはデータをパケット単位で収集し、送信機３３７０またはデータプロセッサ３１７５に転送する。レーザーレンジファインダー３０１０には送信機３３７０を含む事でデータを転送する。送信機３３７０はデータを有線またはイーサネットの様なワイヤレスプロトコル、ＲＳ２３２または８０２．１１を用いて様々な分析を行うコンピュータに転送する。
【０１６８】
レーザーレンジファインダー３０１０はセンサーデータプロセッサ３３７５を含み、それはセンサーデータを用いて視野の特徴や分類を判別するために用いる。例えば、データプロセッサ３３７５は特徴判定器３３８０を用いて障害物の境界線や縁等の視野の特徴を判定する。データプロセッサ２４７５は特徴ローカライザ３３８５を用いてどの領域に境界線や縁があるかを判定する。同じく、分類器３３９０はセンサーデータのパターンを分析し視野内にある障害物を分類する。例えば、分類器３３９０はデーターベースにある障害物メモリ３３９５に保存された過去分類済みの障害物や特徴を呼び出し、車両・通行人・建物から反射されたパルスのデータを分類する。
【０１６９】
図３４は空間光変調器３０３０を用いてレーザーレンジファインダー３０１０の視野から反射されたレーザービーム反射の位置情報及び光検知器３０２０の視野を利用して開口を作成するプロセス３４００を図に表したものである。ブロック３４１０では光検知器３０２０は視野を持つ（例：光検知器が受信する光の方向の集合体）。空間光変調器は視野の一部分に重なる場所に配置される。また、空間光変調器は複数の透過性が電子制御可能なセグメント（例：ＬＣＤセクション）を含んでいる。
【０１７０】
ブロック３４２０では取得データはレーザービームの方向を指す。レーザービームは光フェーズドアレー（ＯＰＡ）の様な操縦可能なレーザー送信器によって電子的に生成される。ブロック３４３０では非ゼロサブセットの複数セグメントがレーザービームの方向データによって選択される。ブロック３４４０では選択されたセグメントのサブセットの透過性は電子制御されている。ブロック３４５０では空間光変調器の開口はレーザービームの反射を含む視野から生成される。開口は空間光変調器にある透明なセクションであり、少なくとも一部は一つまたは複数の非光透過性セグメントに囲まれている。
立ち入り禁止マスクエリア
【０１７１】
類似技術で図３５はレーザーレンジファインダー１１０は体、頭、目、一人または複数人存在する視野へのレーザービーム照射を動的操縦によって避ける様子を図で表している。レーザーレンジファインダー（例：ＬＩＤＡＲと３Ｄスキャナは近年自動車両のリアルタイム深度マップ作製用途のために人気を博している。ＬＩＤＡＲはスマートビルディングにおける人口動態や人物の位置情報の推定に利用できると言われている。それによりこれから多くの人が眼球に向けて突発的にレーザー照射される現象が発生すると思われる（例：インドアＬＩＤＡＲシステム搭載のビル内に人が座っている時）。自動車両においてはレーザー強度を上げる事でＬＩＤＡＲ範囲（例：１００ｍから２００ｍ）を拡大する事に関心が寄せられている）。
【０１７２】
近年、電子的操縦可能レーザー及びフェイズドアレーレーザビームフォーミングの進歩により、ＦＯＶ以内でレーザを動的に操縦することが可能になっている。操縦可能なレーザーは、機械的に操縦可能であり（例えば、レーザを方向転換するために、可動部分を含む）、または電子的に操縦可能である（例えば、多くの方向の１つにビームを形成するために、光フェーズドアレーを含む）。本開示の目的のために、操縦可能なレーザーは、レーザビームの軌道またはパワーレベルを変更することができるレーザアセンブリ（例えば、位置決めコンポーネントを含む）である。この開示の目的のために、入力（例えば、ユーザコマンド）に応答し、それによってＦＯＶの走査中にレーザビームのパワーまたは軌道を動的に変更することができる場合、操縦可能なレーザーは動的に操縦可能である。本開示の目的のために、レーザを動的に操縦することは、ＦＯＶの走査中にレーザがレーザビームのパワーまたは軌道を動的に変調するように、入力データを操縦可能なレーザーに提供するプロセスである。例えば、一定の走査速度およびパルスレートでＦＯＶをラスタスキャンするように設計されたレーザアセンブリは、操縦可能なレーザーとして動作しているが、動的に操縦されていない。別の例では、操縦可能なレーザーは、入力信号に基づいて例えば、ＦＯＶ内の表面上に画像を生成する）、操縦可能なレーザーにＦＯＶ内の位置で可変のレーザ出力を生成させる入力信号を提供することによって、動的に操縦される。軌道の変化は、方向変化（すなわち、複数のパルスによって形成される方向）または速度変化（すなわち、レーザがＦＯＶを横切って単一方向にどのくらい速く上進しているか）であり得る。例えば、パルスレーザのＦＯＶを一定の方向に横切って角速度を動的に変化させることにより、インターパルス間隔を増加または減少させ、それによって動的に画定されたレーザパルス密度が生成される。
【０１７３】
本開示の文脈では、レーザビームのパワーも軌道も単一スキャン以内で動的に制御することができないので、多くの回転ＬＩＤＡＲは動的に操縦可能なレーザーｓを含まない。ところが、回転式または機械式のＬＩＤＡＲを動的に操作することができる。例えば、ＦＯＶのスキャン以内でレーザーパルスレートを動的に変化させる入力データを提供することによって、純結果は、レーザーを誘導または操縦して不均一な密度のレーザーパルスパターンをＦＯＶの特定の部分の中で生成することができるシステムである。
【０１７４】
最近、カリフォルニア州サニーベールのＱｕａｎｅｒｇｙ  Ｉｎｃ．からのＳ３モデルのような電子的に走査されたＬＩＤＡＲは開発されていた。これらのソリッドステートの電子的に走査されたＬＩＤＡＲは可動部分を含まない。可動部分に伴う角運動量の不在は、電子的に走査されたソリッドステートＬＩＤＡＲシステムにおける１つ以上のレーザの動的操縦を可能にする。
【０１７５】
多くのレーザ測距システムでは、レーザは周期的にパルスされ、ＦＯＶの中での正確なパルス位置を制御することはできません。それにもかかわらず、周期的パルスレーザは、本開示と使用され、領域内のレーザ滞留時間を増加させることによって、領域を囲むエリアよりも高いパルス密度の複雑な形状の領域を生成する。このようにして、周期的にパルスレーザは、複雑な形状の領域においてより大きな密度のパルスを生成する。他のレーザ測距システムは、連続レーザ信号を送信し、測距は、レーザ光の強度の変化を変調して検波することによって実行される。連続レーザビームシステムでは、飛行時間は、受信されたレーザ信号及び送信されたレーザ信号との間の位相差に正比例する。
【０１７６】
この技術の１つの形相では、動的に操縦可能なレーザーレンジファインダーは、低仰角（例えば、地平線より２０度下）で、ほとんどの人々の目の高さよりも低いＦＯＶの走査を開始することができる。動的に操縦されるレーザーレンジファインダーは、方位角範囲を走査しながら（例えば、横に掃引しながらゆっくりと上昇する）仰角をゆっくりと増加させることができる。スキャンのある点で、センサデータプロセッサは、スキャンからの初期データに基づいて（例えば、プロセス初期データに基づいて人の脚および胴体を見る）人を含むと推定されるＦＯＶの領域を識別することができる。センサデータプロセッサは、人の頭の推定位置に対応するキープアウト領域を定義することができる。回路（例えば、データプロセッサまたはレーザーステアリングパラメータ発生器または遠隔プロセッサに動作可能に結合されたレーザ検出器）は、キープアウト領域位置に少なくとも部分的に基づて、命令を生成することができて、一つ以上の定義された人々の頭におけてレーザパルスを送信することを避けるために命令に基づいて操縦可能なレーザーを動的に操縦する。１つの代替実施形態では、１つ以上のセンサ技術（例えば、カメラ、超音波またはレーダ）を使用して、ＬＩＤＡＲのＦＯＶ内の人物の存在および位置を推定し、推定位置を使用してキープアウト領域を生成することができる。レーザーステアリングパラメータｓ（例えば、命令）は、キープアウト領域の位置に基づいてレーザーステアリングパラメータを生成または変更することができる。別の代替実施形態では、ＬＩＤＡＲは、前のスキャンに基づいて人物の位置を推定することができる。別の実施形態では、特定することができるＦＯＶ内の位置は、人間の頭部または目（例えば、車のフロントガラスの背後または目の高さ）を含むことができる。一実施形態では、１つまたは複数のプロセッサが、人々の頭部および目を含む可能性が高い領域の指標に基づいて、１つまたは複数のキープアウト領域を計算することができる。
【０１７７】
この技術は、例えば次のような目的に使われる。頭や目へレーザが当たるのを減らすことができる。人や動物がいないと判断された場所では、レーザを強めることができる。より安全な環境を提供するために、レーザを大きく動かすことができる。
【０１７８】
図１５を参照すると、レーザ測距装置システムは、視野ＦＯＶ内で操縦可能なレーザを走査することができる。視野角は、水平掃引角および垂直掃引角によって定義することができる。操縦可能なレーザは、ＦＯＶを走査し、複数のレーザパルスを生成する。いくつかのレーザーパルスは物体から反射することがある。図１３の実施形態では、レーザパルスはＦＯＶ内で均等に間隔を置かれている。数レーザ点（５―６）は、ＦＯＶ全体にわたる均一なレーザパルス密度に起因する各対象物から反射する。
【０１７９】
図１６は、同じ数のレーザパルスを有する同じＦＯＶを示しているが、レーザが動的に操縦されて、物体の境界を囲む不均一な密度の高パルスパターンを生成する点が異なる。本技術のいくつかの実施形態は、動作可能なレーザステアリングパラメータを規定して、操縦可能なレーザ（例えば、電子的に操縦可能なレーザ）を誘導して、増加したレーザパルス密度または不均一なパルス密度の領域を生成する。
【０１８０】
図３５は、２つの異なる不均一な密度のレーザパルスパターン３５０５および３５１０を示す。不均一な密度パルスパターン３５０５は、人１６０の頭部を目標とするいくつかのレーザパルス（例えば、１５０ａ）を含む。不均一な密度パルスパターン３５１０は、部分的にキープアウト領域３５２０に基づく。不均一なパルス密度パターン３５１０のレーザパルスが生成されて、キープアウト領域３５２０への方向付けられたパルスを回避する。この開示のために、キープアウト領域はレーザのＦＯＶの一部である。キープアウト領域は、キープアウト領域に基づくＦＯＶの領域内でパルスを生成することを避けるために、操縦可能なレーザーへの命令を生成するように使用することができる。キープアウト領域は、境界座標（例えば、Ｘ＝１０、Ｙ＝２０などのＦＯＶ定義コーナー３５３０内の点）によって定義することができる。キープアウト領域は、ＦＯＶ内の角度範囲のセットと表現される（例えば、方位角平面では＋１５度から＋１０度、仰角平面では＋０度から＋５度までの角度範囲のセットとして表すことができ、それにより正方形領域を定義する）。キープアウト領域は、予め定義された形状の形（例えば、ヘッド形状のキープアウト領域）からの形状とすることができる。これらの予め定義された形状は、スケール（例えば、もっと大きくされる）であり得、ＦＯＶ内の人または動物の存在を示すセンサデータに基づいてＦＯＶ内に位置決めされる。
【０１８１】
キープアウト領域３５２０は、人の頭部の現在の推定位置または頭部の将来の予想される位置に基づいて、サイズを決めて配置することができる。例えば、図３３のセンサデータプロセッサ３３７５は、いくつかのカメラ画像からデータを受信し、画像の前景内を移動する人を識別することができる。図３３のセンサデータプロセッサ３３７５は、その人の軌道（例えば歩行速度）を推定し、将来のある時点で人頭を含む可能性のあるＦＯＶの領域を包含するように設計されたキープアウト領域を生成することができる。図３３のセンサデータプロセッサ３３７５は、キープアウト領域をレーザーステアリングパラメータ発生器／変更器３１１０に送信して、キープアウト領域を動的に操縦可能な操縦可能なレーザー３０１５に動作可能な命令セットに変換することができる。命令により、操縦可能なレーザーはキープアウト領域またはキープアウト領域に基づく同様の形状の領域を回避し、それによって人の頭部でレーザを送信することを回避することができる。一実施形態では、図３３のセンサデータプロセッサ３３７５は、計算された基準の集合に基づいて、センサデータを処理し、レーザ命令のリストにアクセスし、レーザ命令を直接修正することができる。このようにして、キープアウト領域は、命令生成中に明示的に定義される必要はないが、キープアウト領域を有するレーザ走査パターンを生成する命令を生成するために使用される基準のセットによって暗黙的に定義されることができる。例えば、図３３のセンサデータプロセッサ３３７５は、カメラからのセンサデータを処理することができ、それによって、不均一密度レーザパルスパターン３５１０からポイントのリストを削除してパターン３５２０を生成するようにレーザーステアリングパラメータ発生器に指示することができる（例えば、ゼロレーザーエネルギーを定義するか、またはレーザーに電力を供給しないように指示するか、またはＦＯＶ内の特定の位置でレーザー増幅器をマスクする）。レーザーステアリングパラメータｓ結果（例えば、命令）は、特定の領域（すなわち、暗黙的に定義されたキープアウト領域）を回避する不均一密度レーザパルスパターン（例えば３５１０）を生成することがで切るにもかかわらず、キープアウト領域の境界が図３３のセンサデータプロセッサ３３７５によって明示的に識別されない。別の代替実施形態では、操縦可能なレーザーを制御するために提案された方法を使用して、多種多様な識別されたオブジェクト（例えば、人、動物、車両フロントガラス、家の窓）に基づいてキープアウト領域を定義することができる。
【０１８２】
図３６Ａは、回避すべき物体に基づいてレーザパルスを操縦するように動作可能な方法３６００を示す。ブロック３６１０において、方法３６００が開始する。ブロック３６２０において、動的ステアリング機能を備えた操縦可能なレーザーの視野内の環境の１つ以上の態様を示すセンサデータが取得される。ブロック３６３０において、物体の少なくとも一部分の位置が、センサデータに基づいて推定される。ブロック３６４０において、Ｔ３のキープアウト領域が、物体の少なくとも１つの部分の推定位置に基づいて決定される。ブロック３６５０において、キープアウト領域に基づいて命令セットが生成される。ブロック３６５５において、操縦可能なレーザーは命令セットを使用して操縦される。ブロック３６６０において、方法３６００が終了する。
【０１８３】
図３６Ｂは、回避すべき物体に基づいてレーザを操縦する方法３６０１を示す。ブロック３６１０において、方法３６００が開始する。ブロック３６２０において、動的ステアリング機能を備えた操縦可能なレーザーの視野内の環境の１つ以上の態様を示すセンサデータが取得される。ブロック３６３０において、物体の少なくとも一部分の位置が、センサデータに基づいて推定される。ブロック３６３５において、物体の物体分類が、センサデータに基づいて決定される。例示的な分類には、人物、動物、車両、または建物が含まれ得る。ブロック３６４５において、Ｔ３のキープアウト領域が、物体の少なくとも１つの部分の推定位置および物体の分類に基づいて決定される。例えば、キープアウト領域は、人または車両の予想される形状に合わせることができる。関連する実施形態では、分類は、都市環境または農村環境などの環境分類であり得る。例えば、環境分類は都市設定であり、センサデータは車両の進行方向またはヘディングを示すことができる。都市分類と旅行のヘディングの組み合わせは、歩道に歩行者を含むと予想されるＦＯＶの部分にキープアウト領域を生成するために使用することができる。ブロック３６５０において、キープアウト領域に基づいて命令セットが生成される。ブロック３６５５において、操縦可能なレーザーは命令セットを使用して操縦される。一例では、キープアウト領域は、物体の将来または予想される位置を組み込むために、移動する物体の軌跡に基づいている。別の例では、キープアウト領域は、検出された物体の速度に基づいて計算される。
【０１８４】
図３６Ｃは、回避すべき物体に基づいてレーザを操縦する方法３６０２を示す。ブロック３６１０において、方法３６００が開始する。ブロック３６２０において、動的ステアリング機能を備えた操縦可能なレーザーの視野内の環境の１つ以上の態様を示すセンサデータが取得される。ブロック３６３３において、物体の少なくとも一部分の位置が、センサデータに基づいて推定される。ブロック３６４３において、センサデータが処理され、視野内の物体の位置を識別し、物体の特定された位置に少なくとも部分的に基づいてレーザーステアリングパラメータｓのセットを生成する。ブロック３６５３において、操縦可能なレーザーはレーザーステアリングパラメータｓのセットを使用して操縦され、キープアウト領域を回避する視野内の方向でのレーザパルスのセットを生成する。ブロック３６６０において、方法３６０２が終了する。関連する実施形態では、センサデータ（例えば、レーザレンジ測定）は、物体までの距離を示すことができる。方法３６００，３６０１または３６０２は、さらに、視野内の物体までの距離を決定するためにセンサデータを処理するステップを含むことができる。少なくとも部分的に物体までの距離に基づいてレーザーステアリングパラメータｓのセットを生成して、その結果レーザーステアリングパラメータｓ機能のセットが物体の距離に少なくとも部分的に基づいてキープアウト領域のサイズを定義するステップを含む。例えば、センサデータがＬＩＤＡＲから２０ｍの人物を示す場合、キープアウト領域は、ＦＯＶ内の人の位置を中心に、それぞれ５度および１０度の仰角および方位角範囲によって定義することができるその人が後でＬＩＤＡＲから１０ｍの距離に移動すると、キープアウト領域をそれぞれ仰角方向と方位角方向に１０度と２５度に増加させることができる。
【０１８５】
図３７は一つ以上のキープアウト領域に基づいて信号を受信し、マスクされた入力信号をレーザ送信機に提供するように動作可能なキープアウトマスク回路を示す。典型的な回転ＬＩＤＡＲでは、レーザ生成信号３７１０がレーザ送信機／発生器３０１５に供給される。レーザ生成信号は、レーザ送信機３０１５に１つ以上のレーザパルス３７０５を生成させるように機能することができる。レーザ生成信号は、レーザ送信機をオン／オフするために使用されるスイッチを閉じることによって生成される低電力信号（例えば、５Ｖ）であり得る。低出力レーザ生成信号は、レーザ送信器３０１５で増幅器への入力として使用され、それによりレーザパルスを生成するように動作可能のもっと強力な電気信号を生成する。レーザパルス３７０５は、光学系３７３０（例えば、ミラー、リフレクタまたはプリズム）を含む回転ＬＩＤＡＲヘッド３７２０内に移動することができる。回転ＬＩＤＡＲヘッド３７２０の角度位置は、位置センサ３７４０によって測定されることができる。図３７の実施形態では、キープアウトマスク回路３７６０は、マスク信号に基づいてレーザ生成信号を動的にマスクし、それによってＬＩＤＡＲの送信されたＦＯＶ内にキープアウト領域を生成するように機能することができる。位置センサ３７４０は、ＬＩＤＡＲヘッド位置の指示をキープアウト領域メモリに供給することができる。キープアウト領域メモリは、ＬＩＤＡＲヘッド位置を使用してマスク信号３７５５を生成することができるプロセッサの一部とすることができる。一実施形態では、各位置センサ値は、対応するマスク信号値（例えば、マスクされた場合は「０」、マスクされていない場合は「１」）を有することができる。
【０１８６】
キープアウト領域メモリは、いくつかまたはすべての可能な位置センサ値に対応するマスク信号値を格納することができる。キープアウト領域メモリ３７５０は、図３３のレーザーステアリングパラメータ発生器／修飾器３１１０またはセンサデータプロセッサ３３７５によって更新することができる。キープアウトマスク回路３７６０は、キープアウトマスク信号３７５５およびレーザ生成信号３７１０を受信し、マスクされたレーザ生成信号３７６５を生成することができる。マスキングされたレーザ生成信号３７６５は、位置センサが、ＬＩＤＡＲヘッド３７２０が特定のキープアウト領域の外側に向けられていることを示すとき、レーザ送信器３０１５にレーザパルスを送信させ、逆にＬＩＤＡＲヘッドがキープアウト領域を指しているとき、レーザーパルスを止めさせることができる。システム３７００は、回転するＬＩＤＡＲヘッドを有する場合のように、ＦＯＶへのレーザパルスの分配が動的に制御可能でない状況において特に有用である。その代わりに、ＬＩＤＡＲヘッド位置が検知され、レーザ送信機は、キープアウトマスク回路３７６０によって動的にゲート制御される。関連する実施形態では、ソリッドステートＬＩＤＡＲは、シーンを分析し、シーン内の人物を識別し、複雑な形状の２―Ｄキープアウト領域を生成することができる。例えば、車両の前方を歩いている人の周りに安全マージンを提供するように設計されたＦＯＶ内の複雑な形状の２―Ｄ形状の領域では、ソリッドステートＬＩＤＡＲは、ＦＯＶの走査における対応する間に、レーザ発生器にキープアウトマスク信号を提供することができる。
【０１８７】
方向フィードバック付きＬＩＤＡＲ
図４０を参照すると、方向検出ソリッドステートＬＩＤＡＲ４０００は、共通エンクロージャＬＩＤＡＲ４００２に光位相配列（ＯＰＡ）４００５および方向フィードバック部分組立体４０１０を備えることができる。ほとんどの状況において、ＬＩＤＡＲ内のレーザ検出器は、エンクロージャＬＩＤＡＲ４００２の外側の物体からのレーザ反射を受信する。方向フィードバック部分組立体４０１０は、１つまたは複数の校正方向で出力レーザビームを直接検出するように機能することができる。いくつかの実施形態では、方向フィードバック部分組立体４０１０は、ＯＰＡを調整し、それによって自己校正フィードバックに基づくソリッドステートＬＩＤＡＲを提供する制御回路を含むことができる。方向フィードバック部分組立体回路は、１つ以上の校正方向におけるレーザ強度を直接検出し、出力レーザ方向を変更するようにＯＰＡを調整することができる。一態様では、フィードバック回路は、温度または湿度などの環境要因ならびに製造ばらつきを補償するために、電気信号をＯＰＡの位相シフタに調整することができる。別の態様では、電子回路は、回路内のＯＰＡおよびレーザ検出器が、１つまたは複数の校正方向でレーザビームを送信したり、レーザビームを受信することができることを確認するように機能することができる。
【０１８８】
図４０を参照すると、ＯＰＡ４００５は、レーザダイオードなどのレーザ発生器４０１５と、レーザビームを複数のサブビームに分割する動作可能なレーザスプリッタ４０２０を備えることができる。複数の位相シフタ４０２５（例えば、液晶、熱位相シフタまたは位相シフタまたはインジウムリン化物位相シフタ）は、量を変化させることによって各サブビームを遅延させることができる。合力位相シフトされたサブビームは、一連の導波路またはアンテナ４０３０を介して結合されて、一次遠方場ローブ４０４０ともに指向性レーザビームを生成することができる。一態様では、方向フィードバック部分組立体４０１０は、特定の校正方向４０４５にＯＰＡ４００５によって送信されたレーザビームを反射するための反射器４０５０を備えることができる。他には、複数の反射器４０６０は、レーザビームを複数の校正方向に反射することができる。反射型の液晶材料の最近の進歩は、電子的に切り替え可能ミラーが可能になったことを作った（例えば、ニューヨークのＨｏｐｅｗｅｌｌ  ＪｕｎｃｔｉｏｎのＫｅｎｔ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓから入手可能なｅ―  Ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｏｒ製品ライン）。一態様では、１つの反射器４０５０または反射器アレイ４０６０は、電子的に切り替え可能なミラーとすることができる。これらの電子的に切り替え可能なミラーは、スイッチがオンのときに反射器４０６５に向かってレーザビームを反射するように機能し、オフにされたときにレーザビーム（例えば方向４０４５に）に透明になり、それによってエンクロージャ４００２を越えてレーザビームを通過する。このようにして、電子的に切り替え可能なミラーと共に方向フィードバック部分組立体４０１０の実施形態は、切り替え可能なミラー４０５０または４０６０の反射状態（すなわちＯＮ状態）におけるＯＰＡの方向精度を測定するように機能することができる。レーザ検出器４０６５は、専用のフォトダイオード、またはＬＩＤＡＲ４０００のレーザ検出器の少なくとも一部であってもよい。レーザ検出器４０６５は、反射レーザビームを受け取り、レーザ反射の強度を示す反射信号４０８０を生成することができる。レーザ反射の強度及び反射信号は、制御回路４０７０によって期待値と比較することができる。代替制御回路４０７０は、位相シフタ４０２５に摂動信号４０８５を生成することができ、そのためその位相シフタは主ローブ方向４０４０を変化、それによって校正方向４０４５における最大強度を引き起こすオフセット調整信号４０７２を識別し、それによって主ローブ４０４０が校正方向４０４５に向けられていることを示す。関連する実施形態では、レーザ検出器４０６５は、校正方向におけるおよび同じような方向にレーザの強度を直接的に検出することができる。オフセット調整信号４０７２は、ＬＩＤＡＲの温度または経年変化による変動を考慮に入れるＯＰＡを調整するように機能することができる。
【０１８９】
同様に、制御回路は、対応入力校正信号４０７５が校正方向４０４５を指すようにＯＰＡを指揮するとき、校正方向に最大強度を提供するようのＯＰＡを調整するよう機能することができる。一実施形態では、制御回路４０７０は、ＯＰＡが入力校正信号４０７５に応答し、レーザビームを較正方向４０４５に向ける場合、障害インジケータ信号４０８５（例えば、０―１２Ｖ値）をアサートすることができる。障害インジケータ信号４０８５は、制御回路またはレーザ検出器４０６５を、ＬＩＤＡＲ４０００のエンクロージャ４００２上の障害インジケータピン４０９０に接続することができる。一実施形態では、入力校正信号４０７５とオフセット調整信号の両方は、制御回路４０７０によって生成されることがある。
【０１９０】
図４１は、エンクロージャ４１０２内のソリッドステートＬＩＤＡＲ４１００を示す。ＯＰＡ４１１０は、ビーム幅４１１７で近接場ビームパターンおよび一次遠距離場ローブ４１１５を生成することができる。ＬＩＤＡＲ４１００は、４１３０および４１２５などのピクセルを選択的に透明および不透明にすることができるＬＣＤアレイなどのような選択光変調器（ＳＬＭ）４１２０をさらに備えることができる。ＳＬＭ４１２０は、遠距離場ローブ４１１５のビーム幅をコリメートまたは狭め、コリメートされたビーム４１４０を生成するように機能することができる。コリメートされたレーザビーム４１４０は、コリメートされていない遠方場ローブ４１１７より小さいスポットサイズを有することがあり、したがって、反射ターゲット４１５０の別個の領域から反射することができる。レーザ検出器４１６０は、反射レーザパルス４１５５を受け取り、反射信号４１６５を生成することができる。一態様では、制御回路４１７０は、ＯＰＡ４１１０を制御して、特定のアパーチャ（例えば、ＳＬＭの４１３０のような透明ピクセルのサブセット）に対して最大レーザ強度を生成するために、遠距離場ローブ方向を調整することができる。別の態様では、ＳＬＭの開口は変えて、所定のＯＰＡ設定が全遠視野ビーム幅のサブセットを選択的に送信することに対して、レーザ分解能を高めることを取得することができる。例えば、ＯＰＡは、１００００の異なるレーザビーム方向を生成することができる。ＳＬＭは、４００×６００のＬＣＤピクセルを含むことがあり、それにより２４００００個の異なるコリメートされたレーザビーム４１４０を提供することができる。一実施形態では、ＯＰＡは特定のレーザ方向に調整され、一連のＳＬＭ開口形状は遠距離場レーザ断面のサブセットを送信し、それによりレーザ分解能を向上させる。
スマート・テストベクトルでのレーザ走査の計画
【０１９１】
レーザ測距システムは、１秒当たり限定的な数のレーザパルスを生成する。しばしば、多くのパルスがＦＯＶの日常的な部分（例えば道路の空の部分）に向けられ、同時にＦＯＶの別の部分が重要な変化を受けている。多くのＬＩＤＡＲによって実行される方法的なスキャンパターンは、ＦＯＶの興味深く、重要で、または非常に指示的な部分がしばしば不均一に分布し、よく知られていることを考慮すると、損気である。他の場合では、ＦＯＶ内の興味深い物体（例えば、トラック）は、有り触れ、予測され、または変更されない方法（例えば、一定の相対的な位置）で行動することができる。動的に操縦されるレーザ測距システム（例えば、固体状態のＬＩＤＡＲ）は、対象物を識別し、物体が大きく変化しない方法で動作しているにも関わらず、関心のある物体（例えば、レーザ測距位置のもっと高い密度）に不均等な数のレーザ走査位置を繰り返し捧げる。例えば、高密度の測定位置を有するＦＯＶ内の１０台の車両を連続的に走査することは、利用可能な走査時間の大部分を消費することができる。１つの態様では、各１０台の車両の現在位置を表すいくつかの位置を特定し、各車両の密集した走査が必要であるかどうかを識別するための簡単なテストベクトルまたは規則を適用する方が良い。開示された方法のいくつかの実施形態は、以前に識別された重要な位置のセットを最初にテストすることに基づいて、レーザ測距計測の不均一な間隔のセット（例えば、ＦＯＶの主走査）を計画したり、実行することを提供する。テスト位置のセットからの測距計測データの特性は、場合によっては視野の走査中にしばしば早期に評価されることがある。テスト位置のセットからの測距測定データの特性は、場合によっては視野の走査中にしばしば早期に評価されることがある。
【０１９２】
本開示のいくつかの実施形態は、ＦＯＶ内のオ物体を特徴付けるために使用され、それによって規則のセット（例えば、小さなテスト領域内の物体エッジの存在を示すように動作可能なテストベクトル）を生成し、後で規則を評価する  その結果に基づいてより大きなレーザ測距走査を計画する。本技術のいくつかの実施形態では、重要な（すなわち、高度に指標となる）テスト位置の小さなセットからのレーザ反射が、ＦＯＶの走査で早期に収集され、ＦＯＶのより大きな走査のためのパラメータ（例えば、高いパルス密度のパターンおよび領域）を決定するために評価される。
【０１９３】
いくつかの実施形態の４つの態様は以下の通りである。最初に、反射されたレーザパルスが重要な物体の位置を非常に表すところで（すなわち、代表的）、ＦＯＶの小さなテストサブセット（例えば１００つのテスト位置のセット）を特定する。次に、ＦＯＶの小さなテストサブセットをスキャンで早期にレーザ走査することである。３つ目に、一つの規則セット（例えば、試験ベクトルまたは基準）は、テスト位置のセットからの反射を使用して評価されることがある。最後に、ＦＯＶのより大きな部分のより大きな主走査は、規則のセットの結果に基づいて計画されることがある。
【０１９４】
いくつかの実施形態の重要な有益な側面は、操縦可能なレーザアセンブリを使用して次々にテスト位置のセットを動的に走査し、それによりスキャンの早期にテストデータを収集し、それに応じてスキャンの残りを計画する。同様に、操縦可能なレーザアセンブリは、テスト位置からの学習を使用して、テストデータに基づいて可変レーザパルス密度の複雑な形状の領域を生成する能力を提供する。対照的に、従来の非動的操縦可能なレーザーレンジファインダー（例えば、カリフォルニア州モーガンヒルのＶｅｌｏｄｙｎｅ  ＬＩＤＡＲからのＨＤＬ―６４Ｅ）は、所定のスキャンパターンを実行する。非動的スキャンパターンは、日常的なレーザスキャン位置（例えば、地面または建物の側面）の以上のテストベクトル（例えば、自動車のエッジまたは歩行者の腕と足の配置）に関連する重要な位置を好むように調整することができない。しかし、動的に操縦されるレーザシステムは、まず、テストベクトルに関連するテスト位置のセットを走査し、その後、結果に基づいて不均一な方法で視野のスキャンを計画することができる。
【０１９５】
一実施形態では、レーザ測距システムは、コンピュータプロセッサと、コンピュータプロセッサからレーザーステアリングパラメータｓを受信し、それに応じて１つ以上のレーザビームを操縦できる操縦可能なレーザアセンブリを備える。レーザ測距システムは、以前のレーザ測距スキャンに基づいて、複数のテストベクトルを生成する。レーザ測距システムは、以前のレーザ測距スキャンに基づいて、複数のテストベクトルを生成する。各テストベクトルは、テスト位置のセット内の１つ以上の位置からのレーザー反射（例えば、飛行時間）の態様によって満たすことができる基準である。例えば、テストベクトルは、物体のエッジ（例えば、飛行時間のずれ）がテスト位置のセットの２つの位置の間に位置する場合に満たされる基準であってもよい。別の例では、テストベクトルは、テスト領域内の物体の境界のある程度早い時期の存在に部分的に基づいて、小さなテスト領域（例えば、仰角が３９&#12316;４１度、標高が９&#12316;１１度）に対して策定されることがある。テストベクトルは、テスト領域内のテスト位置からの少なくとも１つの反射が物体からの反射を示す一方、テスト領域内のテスト位置の少なくともいくつかからの反射がバックグラウンドからの反射（すなわち、物体を越えた反射）を示す場合に満たされる基準であり得る。
【０１９６】
レーザ測距システムは、最初に、操縦可能なレーザアセンブリを用いて１つ以上のレーザを操縦して、テスト位置のセットでレーザパルスを生成し、反射レーザパルスの態様に基づいてのテストベクトルを評価し、結果のセットを生成する（例えば、各テストベクトルに対してＴＲＵＥまたはＦＡＬＳＥ）。次いで、レーザ測距システムは、テストベクトルのセットを評価することによって集められた結果セットに基づいて、ＦＯＶのより大きなスキャン（例えば１００，０００ポイントのスキャン）を計画する例えば、レーザ測距システムのコンピュータプロセッサは、結果セット（例えば、位置が変化し、もはやテストベクトルを満足しない自動車タイヤ）から故障したテストベクトルを識別し、ＦＯＶ内の特徴（例えば、自動車タイヤの新しい位置）を探索するように動作可能である密集したスキャン領域を含むため、より大きなスキャンを計画する。
【０１９７】
いくつかの実施形態では、テスト位置のセットおよび関連する規則のセット（例えば、テストベクトル）は、ＦＯＶの以前のスキャンによって提供されたレーザ測距データからを生成されることがある。他の実施形態では、テスト位置は、カメラのような他のセンサにおけて部分的に基づいて選択されることがある。最初にテスト位置のセットを走査し、規則のセット（例えば、テストベクトル）を評価することにより、ＦＯＶの新しいレーザ走査を事前に計画されることがある。いくつかの実施形態では、走査の開始時に、動的に操縦可能なレーザアセンブリ（例えば、光学フェーズドアレイまたは機械的レーザビームステアリング光学系に基づく）は、レーザーステアリングパラメータｓの最初のセットに従ってレーザビームを操縦して、テスト位置のセットにおけるテストデータを生成することができる。所定のテストベクトルのセットが評価され、それにより、各テストベクトルがＴＲＵＥ（すなわちテストベクトルが満たされる）またはＦＡＬＳＥ（テストベクトルが満たされない）のいずれかであることを示すテスト結果のセットを生成することができる。
【０１９８】
テストベクトルは、ある前の時間（例えば、以前のレーザスキャンの間）における視野内の様々な物体の位置または向きを示すレーザ測距ポイントクラウドの態様を識別することができる。例えば、自律車両上のレーザ測距システムは、近くの車に関連する複数のエッジおよび頂点を識別することができる。テストベクトルは、近くの車のエッジと頂点の位置に基づいて生成されることがある。同様に、テストベクトルは、車線マーカー（例えば、車線ディバイダストライプ）に対して、近くの車にタイヤのエッジを配置することに基づいて生成されることができる。
【０１９９】
１つの例示的な実施形態では、テストベクトルが失敗したことを識別すると（例えば、ＦＡＬＳＥと評価する）、レーザーステアリングパラメータのセットを生成して、ＦＯＶの探索領域内でレーザスキャンを実行することができ、それにより、レーザ測距スキャンに基づいての置換または更新されたテストベクトルを生成する。探索領域のレーザ走査は、ＦＯＶの他の領域に関連して不均一な間隔（例えば、ＦＯＶ内の１つ以上の方向での角度分離を減少し、それによってより高密度の測定方向のを生成する）を有することができる。例えば、レーザ測距システムが、近くの車の側面に関連するエッジがもはやテスト位置の組の１つ以上の位置によって包含されないことを識別する場合、システムは、探索領域を識別し、探索領域の高密度レーザスキャンを実行して、エッジ位置を再獲得して、更新されたテストベクトルを生成することができる。
【０２００】
スキャン計画方法の別の実施形態では、ＦＯＶのスキャンは、ＦＯＶ内の操縦可能なレーザアセンブリを移動させるように機能するレーザーステアリングパラメータの第１のセットから開始し、それによってテスト位置のセットでテストデータのセットを生成することができる。テスト位置のセットは、ＦＯＶ内で均一または不均一に離間することができる。このテスト位置のセットは、ＦＯＶのより大きな主走査をシードするように機能する。規則の一つのセットは選択され、テストデータと、主走査を実行するために操縦可能なレーザアセンブリでレーザビームを動的に操縦するように動作可能なレーザーステアリングパラメータｓの第２セットの中で伝達関数として機能する。１つの簡単な例では、検査位置のセットは、視野内の１０×１０グリッド内に配置された１００個の位置とすることができる。主走査は、いくつかの以前の測定値と比較して大きな変化を示す試験位置になるように計画することができ、または隣接するテスト位置に関連して、主走査の間に対応する位置の点のより高い密度を引き起こす。
【０２０１】
別の例では、コンピュータ実装方法は、視野内のテスト位置のセットからのレーザ反射の１つまたは複数の態様を示すテストデータの少なくとも一つのセットを使用して評価されるテストのセットを取得することから開始することができる。次いで、レーザーレンジファインダーは、一つ以上のテストレーザパルスを生成、１つ以上のレーザパルスからレーザ反射の一つ以上の態様を測定することによって、テストデータのセットを生成することができる。次いで、コンピュータ実装の方法は、テストデータの少なくともいくつかのセットを使用してテストセットのそれぞれを評価することに少なくとも部分的に基づいて、レーザーステアリングパラメータの走査セットを生成することができる。次いで、本方法は、レーザーステアリングパラメータｓの走査セットに基づいて、レーザーレンジファインダー内の操縦可能なレーザアセンブリを使用して少なくとも一つのレーザビームを操縦し、それにより、視野内の走査位置のセットでレーザパルスの走査セットを生成する。
【０２０２】
本明細書に記載された技術は、次の例示的な利点を達成するために実施することができる。レーザ測距システムの性能は、最新のテスト位置の小さなセットに基づいて、視野の不均一に分布したスキャンを計画することによって改善することができる。走査位置の不均一な分布は、新しい物体を探索し、変化を示す物体の分解能を高めるために使用することがある。
【０２０３】
レーザー測距システムの性能は重要な検証位置の最新リストの特定と保持を行うことにより改良することができる。対応するルールのセットは保持が可能であり、それによって新しい検証データと以前の測距との比較のための迅速な基準を提供する。開示された走査設計法はまた、特性付けが必要なＦＯＶ内の重要な位置を特定するための他の検知技術（例えば  カメラと超音波）の利用を提供する。したがって、提案された走査設計法は、ＦＯＶ内の物体の複雑な振る舞いを、非均一なレーザー測距を設計するための迅速な基準を提供する、検証位置とルールの小さなセットへと抽出する。
【０２０４】
走査設計法の実施例は、ＬＩＤＡＲシステムの効率性を改良できる。現行のレーザー測距システムは平凡な場所（例えば  開けた道路）を系統的に走査するためにかなりのリソースを費やす。既存の動的に操縦されるレーザー測距システムは絶え間なく物体の特定を続けてかなりの時間とレーザーのリソースを変化のない物体を繰り返し走査することに充当しかねない。開示された技術の実施例は、関心を引く物体または領域が、後続する主走査の設計の一部として高密度走査が必要かを決定するため、検証位置の小さなセットを迅速に検証する。
【０２０５】
走査設計法の実施例は、検証位置のセットから検証データを収集するのに先立ってテストベクタを生成することにより、レーザー測距走査のより早い設計を可能にする。例えば、物体の一般的な縁に沿った多数のテストベクタを設けることができ、それによって方向変換の迅速な判断の基準を提供する。
【０２０６】
開示された技術は、レーザー測距システムに依存するシステムの反応時間（例えば  ブレーキやハンドル操作）を改善することが可能である。検証位置のセットとルールのセットを走査開始の前に生成することで、ＦＯＶ内でどこを最重要な位置とするかの先行情報を提供する。いくつかの実施例ではこれらの検証位置を最初に走査することを提供する。例えば、１０Ｈｚで回転する機械式走査型ＬＩＤＡＲは１００ｍｓ毎にＦＯＶを走査する。したがって、テストベクタの検証位置のセットが機械式ＬＩＤＡＲ走査の最後になるといった最悪のシナリオでは、テストベクタのセットの評価に必要な時間はデータ取得時間部分の１００ｍｓを含むことになる。対照的に、開示された技術は検証位置のセットを最初に走査を提供でき、それによってテストベクタを評価する時間（例えば  他車両による迅速な方向変換への反応）をほぼ１００ｍｓ減少させる。ちなみに、人間の平均的な資格反応時間は２５０ｍｓになることがある。
【０２０７】
開示されたシステムはＦＯＶの一度の走査を通してテストベクタに関連するポイントを複数回走査し、結果に照らし合わせてレーザーステアリングパラメータｓを調整することができる。関心のある物体を特定しその物体を高頻度で走査するシステムと異なり、開示された技術はＦＯＶの走査の過程を通して、より小さなテストベクタのセットの、より計算的な効率化された評価を複数回実行する。例えば、例示的なレーザー測距システムは３６０度の１００ｍｓの走査の過程で２００，０００の走査ができる。もしもレーザー測距システムが速く動く車両を特定しその車両に１０ｍｓ毎に１０，０００点の走査を試みるとしたら、当該車両の走査の目的に全体の走査ポイントの半分を充当しなければならない。開示された技術は、その代わりに、１０ｍｓ毎に検証位置のセットを走査し、テストベクタが位置や進路からの逸脱の兆候を見せたときにだけ車両の走査を行うようにする。
【０２０８】
別の優位性として、複数のテストベクタを物体の区分と関連づけることができる。例えば、自動運転車両が個別のタイプの車両（例えば  スクールバス）を特定することができ、複数のテストベクタを関連するレーザー測距システムに提供することができる。
【０２０９】
走査設計法の実施例の重要な優位性は、移動中の物体の動きの結果の影響を減少させることである。ＬＩＤＡＲを均一または非動的に走査することにおける課題は、移動する物体の様々な部分が様々な時間に走査中の至る所で走査されることである。左から右、そして上から下へのＦＯＶの１００ｍｓ以上の均一的走査は、車両のルーフを最初に走査しタイヤを最後に走査することになると考察する。車両は走査の過程で著しく移動してしまうことができる（例えば  ３０ｍｐｈの車両は走査の間に１．３ｍ移動する）。開示された技術は、移動する物体を特定するためにテストベクタのセットを用い、それによりレーザーを動的に操作して移動する物体上の全てのポイントを短い時間内（例えば  連続的に）で走査することを提供する。これは動きの結果の減少をもたらす。
【０２１０】
開示された技術の別の優位性は、最大の変化を示した領域に基づき、ＦＯＶのどの部分が走査されるかの順序の優先順位付けを提供することである。例えば、レーザー測距システムは１００個のテストベクタを持ち、そのうちの未充足の１０個が、ＦＯＶの第一の部分と関連した９個の未充足のテストベクタとＦＯＶの第二の部分と関連した１個の未充足のテストベクタであってもよい。開示された技術は、非均一なレーザーパルス密度での走査をＦＯＶの第一の部分内に実行した後に第二の部分に行えるよう、ＦＯＶの第一の部分（すなわち  更新がより必要とされる領域）を優先順位付けするレーザーステアリングパラメータｓの生成を可能にする。
【０２１１】
開示された技術はレーザーレンジファインダーのコスト効果を改善できる。より低価格のレーザーレンジファインダーはレーザーの数が少ないまたは、レーザーパルス速度が遅いことがあるかもしれない。開示された技術により、１秒当たりのレーザーパルス総数が少ないレーザーレンジファインダーが動的かつ合理的に選択された方法でそれらのレーザーパルスを配分することを可能にする。
【０２１２】
図４２は動的に操縦可能なレーザー組立体１２０からなるレーザーレンジファインダー１１０を示す。動的操縦可能なレーザー組立体１２０はレーザーステアリングパラメータｓに基づいた指示を受けることができ、それによりレーザー光を視野ＦＯＶ４２３０内の複雑な非線形パターンに移動させる。いくつかの応用例（例えば  自動運転車両）では、関心を引く物体（例えば  象４２４０）の位置の追跡をレーザーレンジファインダー１１０の目標とすることができる。レーザーレンジファインダー１１０は動的レーザー操作を用いて象に関連する複雑な形状の走査領域（例えば  ４２５０）内でのレーザー測距を実行する。このようにして、レーザー走査位置の密度（例えば  ラジアン毎に４走査位置というような、視野の角度単位毎の数）は象４２４０のような関心を引く物体のためには増加させ、象の周辺の地面のような平凡な領域には減少させることができる。背景に比較して独特な境界（例えば  象４２４０）を示すＦＯＶの領域に基づいてレーザーパルスの密度を増加させることをレーザーレンジファインダー１１０の操作方法のひとつとすることができる。この手法の不都合な点は、象４２４０がＦＯＶ内に動かずに留まることがあり、増加した測距密度で領域４２５０を繰り返し走査する過程で多数のレーザー測距が費やされる点である。
【０２１３】
テストの場所
いくつかの応用例では、レーザーレンジファインダー１１０（例えば  ロボットの誘導）は、象の全てのポイントを後続の走査で確認するよりも、待ち時間を最も少なくできそうないつ象が位置を変更するかという点により関心を持つ。この、「待ち時間の少ない移動検知」という方針は、象の位置と方向に関する高い予測力によって、小さな検証ポイントのセットを特定することでより効果的に実行できる。この開示のいくつかの実施例の基本の様態は、予測度の高い検証位置の最新のセットを特定することである。検証位置のセット（例えば  象の鼻先に近い４２７０ａ）は指紋のような役割を果たすことにより、はるかに規模の大きいポイントのセット（例えば  象の胴体上）を高度に示唆する反射データ（例えば  相関関係の高い要因）を提供する。ＦＯＶ内の検証位置は走査され、測距データはＦＯＶの本走査の前に収集される。指紋が特徴の基準のセットを満たすことにより特定される方法と同様の手法で、検証位置のセットに対応したルールのセットが取得できる。いくつかの場合では、検証ポイントのセットを収集する前にルールのセットが取得できる。結果のセットを生成するために、検証位置のセットからの検証データに基づいて、ルールのセットを評価することが可能である。結果のセットはより大規模の走査（例えば  ＦＯＶの残りの部分またはより高密度なレーザーパルスでのＦＯＶの一部の走査）の設計のために用いることができる。
【０２１４】
一つの例では、操縦可能なレーザアセンブリ１２０は最初はレーザーステアリングパラメータｓの第一のセットにより操縦され、検証領域のセット４２６０ａと４２６０ｂ内の検証位置のセット（例えば  ４２７０ａと４２７０ｂ）での検証レーザーパルスのセットを生成する。検証データは、検証位置のセットでの反射の様態から収集でき、ルールのセットを検証データに適用することができる。検証結果では象４２４０が前回の走査から動かなかったと示され、したがって象に関連する走査領域の高密度測定を行わないよう本走査を設計できる。その後、検証位置のセットは再測定が可能で、検証位置４２７０ａと４２７０ｂからの更新された検証データが象が移動したと示すことができ、象の探索を実行する（例えば  領域４２５０を高密度で）ようレーザーステアリングパラメータｓの第二のセットを生成することができる。
【０２１５】
カリフォルニア州モーガン・ヒルのＶｅｌｏｄｙｎｅ  ＬＩＤＡＲｓ社製の例示的なＬＩＤＡＲ  ＨＤ―６４Ｅが１秒あたり２百２十万のレーザーパルスを生成すると考察する。ＦＯＶの一度の走査（例えば  本走査）に１００ミリ秒かかり、２２０，０００の位置を含む。ＨＤＬ―６４Ｅは動的に操縦できないが、当走査設計法の実施例を利用できる動的操縦可能な類似のＬＩＤＡＲは：１０００の重要な検証位置のセットの第一の走査を０．５ミリ秒未満で行い、それからより合理的かつ非均一な手法でＦＯＶの残りの走査を設計し実行することができる。
【０２１６】
データのより大規模な部分に相互関係あるいは予測力を提供するといった合理的な手法によって画像処理の関連した分野（例えば  顔認識）の特性を画像から引き出すことができる。顔認識は、顔を区別する役割において、関連性が最大で不要性が最小となる特徴をしばしば選択する。象の場合は、物体を象と特定する、または象を他の象と区別する特徴はなおさら重要ではないかもしれない。その代わり、測距の役割においては；より広く明確に定義されたＦＯＶでの距離の変化には、有効な特徴は高い相互関係と特異性を持つことができる。特徴は、測距データのパターン（例えば  象の鼻に関連した測距データのパターン）とすることができる。一つまたはそれ以上のテストベクタがその特徴と関連づけられる。それぞれのテストベクタは、その特徴が検証領域に存在するかどうかの検証として機能できる。例えば、象の密な走査を実行した後、レーザーレンジファインダー１１０はその特徴を特定する（例えば  鼻と尾の先端）。後続の走査開始の際にシステム１１０は最初に特定された小さな検証領域４２６０ａと４２６０ｂ内を走査し、検証領域からの検証データを処理することによって象の位置を確認する。
【０２１７】
しばらくの間、象は特徴と検証領域に関連するテストベクタを充足させる。その後に特徴はＦＯＶ内の位置を移動し、一つまたはそれ以上のテストベクタを充足させられないかもしれない。一つまたはそれ以上の検証領域は、象が移動するに伴い更新が可能である。特徴は、変化を経ることがある（例えば  象がレーザー測距システムに向けて向きを変えた場合、特徴の全体像は変化し得る）。この場合、特徴の様態および関連するテストベクタの様態は更新が可能である。
検証領域／検証位置
【０２１８】
図４２を綿密に参照すると、検証領域（例えば  ４２６０ａ）や検証位置（例えば  ４２７０ａ）を合理的に選択することは、より大規模な走査の設計における最初の段階とすることができる。いくつかの実施例では、検証位置は一部または全部のＦＯＶ４２３０を通して均一に分散させることができる。その他の実施例では、検証領域または検証位置は非均一に分散させることができ、また、検証位置のセットの外側での多数の中間の測定を実行する必要なく検証位置に到達する動的な操縦の恩恵を受けられる。いくつかの実施例では検証位置のセットを指定し操縦可能なレーザアセンブリに提供することができる。他の実施例では、操縦可能なレーザアセンブリはレーザーを進路に沿って掃引し、パルスを絶え間なく生成する。したがって、継続的なレーザーパルス生成機構と掃引レーザー保定機構では、検証パルスのための正確な位置を特定するのは難しいか、または実用的でないかもしれない。この理由から、レーザー光をその内部へ操作させる検証領域を特定し、それにより検証レーザーパルスを検証位置のセット（例えば  ４２７０ａと４２７０ｂ）に生成することは、より好都合といえる。この場合、レーザー光を検証領域のセットに動的に操作する際に、正確な検証位置のセットが明らかになる。
【０２１９】
有効な検証領域（例えば  ４２６０ａ）または検証位置（例えば  ４２７０ａ）は、ＦＯＶのより大きな部分（例えば  物体）の予測度の高い測距データ（例えば  距離と反射率）を提供する。いくつかの実施例の目的は、ＦＯＶ内の物体と高い相互関係にある、これらいくつかの位置を発見することである。検証領域と検証位置は境界検知、画像処理または特徴認識のような多様な技術を用いて選択が可能である。境界検知は物体の境界の検出に基づいて検証領域と検証位置を選択するシンプルな方法である。象の境界４２４０をカメラ画像から認識でき、検証領域４２６０ｃを象の頭部の境界上に設けることができる。特徴認識は機械学習において画像内の物体を区分するのにしばしば用いられる。画像処理と機械学習では、最も高度な特異性（例えば  象と馬を区別する）の提供のため、特徴が頻繁に予測される。検証領域は、特定された特徴（例えば  象の鼻と尾）に基づいて選択することができる。検証領域は、例えばレーザーレンジファインダー１１０が特定の特徴（例えば  自動車のバンパーの角や象の鼻）を認識するよう訓練され、それに応じて検証領域を配置するといった、教師あり機械学習に基づいて選択することができる。興味深いことに、レーザーレンジファインダー１１０は特徴を生成し検証領域を配置するのに教師なし学習を用いることもできる。例えば、検証領域（または検証領域内の検証位置のセット）が位置（すなわち  距離）と物体の方向（すなわち  ＦＯＶ内に存在する物体の断面の変化から方向が推定できる）をどの程度満足に予測するかの尺度を特定するといった報酬機能を設置することができる。数秒間の間にレーザーレンジファインダー１１０は変化を経る多様な物体についての報酬機能を最大化する検証領域を割り出すことができる。例えば、象の中央部の検証領域４２６０ｄは象の距離の変化とは高い相互関係を持つかもしれないが、象の左から右への小さな移動との相互関係は低いであろう。したがって領域４２６０ｄは検証領域の選択としては下手であるといえる。検証領域４２６０ａと４２６０ｂは決定的な特徴（例えば  鼻と尾）を含んでいるかもしれないが、鼻と尾の動きは象の全体的な位置の変化とは相互関係のない距離の変化を引き起こすかもしれない。検証領域４２６０ｃは、距離の変化と横方向の動き（左、右）と相互関係があるので検証領域の選択としてはいい選択（例えば  高い報酬価値を持つ）かもしれない。検証領域４２６０ｃは象の頭部上の位置でもあり、それにより頭部が動いたことに続いて方向変換が起きるかもしれないという早い兆候を提供できる。検証領域４２６０ｃを選択する最善の方法は、より大きな領域内での変化と最も相互関係を持つＦＯＶ内のポイントの教師なし機械学習を通してかもしれない。一つの例では、レーザーレンジファインダー１１０は教師なし機械学習を用いて検証領域４２６０ｃと操作領域４２５０間の相互関係を特定でき、続いて、走査領域４２５０の密度が検証領域４２６０ｃに適用したルールの少なくとも一部の結果に基づくようＦＯＶの走査を実行する。
【０２２０】
検証領域や検証位置を選択するもう一つの手法は、履歴学習を用いることである。例えば、レーザーレンジファインダーシステム１１０は類似した以前の例（例えば  コンピュータ視覚システムが象がＦＯＶ内にいると知らせた場合）を、検証位置を選択し配置するのに利用することができる。さらに別の手法は、検証位置または検証領域をレーザーレンジファインダーシステム１１０の地理的位置に基づいて選択することである。例えば、ＧＰＳシステムはレーザーレンジファインダー１１０に、所有者の自宅のガレージにいると知らせることができる。この情報は履歴による特徴（例えば  自転車、作業台およびガレージドアの境界）に対応した検証領域を選択するのに利用できる。このようにしてレーザーレンジファインダー１１０は検証位置のセットと一般的な地理的位置（例えば  ＧＰＳ位置や、位置を示すＷｉ―Ｆｉシグナル）に関連したルールを発展させることができる。他の例では、地理的位置はレーザーレンジファインダー１１０に場所の区分（例えば  都会）を選択させ、それにより検証領域のセット（例えば  横断歩道を渡るのを待つ歩行者に通常関係する場所）の選択を行うことができる。検証領域（例えば  ４２６０ａと４２６０ｂ）と検証位置（例えば  ４２７０ａ）のセットはレーザーステアリングパラメータｓの第一のセットを用いて操縦可能なレーザアセンブリ１２０に伝達できる。検証位置または検証位置を生成するのに用いられるその他の状況には；盲点の障害物、別の車両の車線逸脱、ＦＯＶ内の新しい車両、交通の流れの突然の変化、交差点で接近してくる車両、渋滞時に接近する障害物、道路上の瓦礫、穴、亀裂や凸凹を含む危険な道路状況や危険な気象状況を含むことができる。
【０２２１】
図４３はテストベクタに基づいた走査設計法の例示的な実施例によって生成され利用される、データのいくつかの例示的なセットを示す。図４４は走査設計法の例示的な実施例を実行しているレーザーレンジファインダー１１０のＦＯＶ内のいくつかの車両を示す。図４３は例示的なレーザーステアリングパラメータｓの第一のセット４３１０を示す。レーザーステアリングパラメータｓの第一のセット４３１０は操縦可能なレーザアセンブリ１２０に一つまたはそれ以上のレーザー光を動的に操作しそれにより検証位置のセット４３２０または検証領域のセット内において測距を行う指示をするよう機能できる。レーザーステアリングパラメータｓの第一のセット４３１０のレーザーステアリングパラメータ（例えば  ４３１６）は一つまたはそれ以上の検証位置（例えば  Ｘ１，Ｘ２）を指定できる。他のレーザーステアリングパラメータｓ（例えば  ４３１７）は検証領域の境界を指定でき、それにより一つまたはそれ以上のポイントを検証領域（例えば  検証位置のセット４３２０内の位置Ｘ１１）内に生成する。レーザーステアリングパラメータｓの第一のセット４３１０は図６Ａの開始位置６０２、領域幅６０４、領域高さ６０６、走査進路ウェイポイント例えば６１２、レーザー走査速度例えば６１４、レーザーパルスサイズ例えば６１６、そして図６Ａのパルス数６１８を含むことができる。レーザーステアリングパラメータｓの第一のセットは図４Ａのレーザーステアリングパラメータジェネレーター４１０のようなコンピュータプロセッサによって生成することができる。代案として、レーザーステアリングパラメータｓの第一のセット（例えば  ４３１０）はレーザーレンジファインダー内のメモリ（例えば  均一な１０ｘ１０の格子内に１００の検証位置を生成可能なレーザーステアリングパラメータｓを格納する不揮発性メモリ）に保存できる。レーザーステアリングパラメータｓの第一のセットの全体的な機能は検証位置のセット４３２０にて測距する（例えば  飛行時間と反射パルスの強さ）ことといえる。検証位置のセットから迅速に測定を収集するため、レーザーステアリングパラメータｓの第一のセットは図４２の操縦可能なレーザアセンブリ１２０を動的そして非均一な手法で操縦できる。図４２のレーザーレンジファインダーシステム１１０は図４Ａの飛行時間計算機４４５と強度計算機４６０を一つまたはそれ以上の検証位置のセット４３２０からの反射レーザーパルスの一つまたはそれ以上の様態を測定するために用いることができ、それにより距離のセット４３３３と反射強度のセット４４３６を含む検証データのセット４３３０を生成する。
【０２２２】
走査設計法のいくつかの実施例では、ルールのセット（例えば  ４３４０）が検証データのサブセットに基づいて選択され評価される。ルールのセット４３４０は検証データ４３３０を二進値（例えば  充足、不充足、正か誤）またはアナログ値（例えば  一つまたはそれ以上の検証位置での前回に相対する変化の測定、または近隣の検証位置間での距離の違いの測定）のような結果のセット４３６０に変換するよう機能できる。
いくつかのルール（例えば  ４３５１，４３５２，４３５５）はテストベクタ；検証位置のセットのサブセットからのレーザーパルスからの反射の一つまたはそれ以上の様相に基づいて、充足か不充足（すなわち  正誤の判定）とする基準にすることができる。例えば、ルール４３５１は検証位置Ｘ１での距離が１０メートル未満であれば充足となるテストベクタである。同様に、ルール４３５２は検証データのセットのエントリーがＸ１での距離が９メートルを超える場合、充足となるテストベクタである。位置Ｘ１は図４４Ａの車両４４２０のリアバンパー上にあり、ルール４３５１と４３５２は９―１０メートルの距離内に物体がある場合だけ、同時に充足できる。したがって、テストベクタ４３５１と４３５２は、充足が車両４４２０が図４２のシステム１１０の９―１０メートル以内にいることを示す場合、検証として機能することが可能である。例えば、本走査中の第一の領域内の密度は、頂点Ｘ７、Ｘ８、Ｘ９とＸ１０によって定義された領域内の測距の変化の二倍と同等とする、とルール４３５７は提示している。したがって、頂点Ｘ７―Ｘ１０で区切られた領域内の距離の変化が小さければ、レーザーステアリングパラメータｓのセットによる、後続する本走査中の選択された測距の密度もまた低くなる。
【０２２３】
いくつかのルールのサブセットは特徴（例えば図４４Ａの第一の車両４４２０の境界を限定する特徴４３５０ａと図４４Ａの第二の車両４４２０の境界を限定する特徴４３５０ｂ）の位置を検証できる。ルールは検証データのサブセットとレーザーステアリングパラメータｓの第二のセット間の関係を定義し、入力する伝達機能（例えば  ４３５７）にできる。例示的なレーザーステアリングパラメータｓの第二のセット４３７０は第二の領域（例えば  レーザーステアリングパラメータ４３８０ｂにより生成された普通の密度の領域）よりも密度の高いレーザーパルス領域を生成するパラメータ４３８０ａを含むことができる。
【０２２４】
図４４Ａは操縦可能なレーザアセンブリ１２０がレーザーステアリングパラメータｓの第一のセット（例えば  図４３の４３１０）により動的にレーザービームを操作し、４４１０ａ、４４１０ｂ、４４１０ｃ、４４１０ｄ、４４１０ｅ、４４１０ｆ、４４１０ｇを含む検証位置のセットから検証データを生成する例示的な実施例を示す。レーザーレンジファインダー１１０は隣接する車線内の車両４４２０と４４２５に対し、相対的に一定の速度で移動する車両に乗せることができる。いくつかの位置（例えば  ４４１０ｃと４４１０ｄ）は車線境界線４４３０で示された車線の横側と相対する車両４４２０の位置を検証するのに用いることができる。したがって、車両４４２０が車線の端に極端に近づくような移動をしたか判定するためにテストベクタ（例えば  図４３の４３５５）の評価をすることができる。
【０２２５】
図４４Ｂで、および図４３の参照から、車両４４２０は車線変更の途上にある。位置に基づいた例示的な測距走査設計法は、検証位置からの検証データ（例えば  ４３３０）を生成するため、走査の初期に検証位置のセットでのレーザー測距を第一に実行できる。図４４Ｂの実施例では、車両４４２０の境界特徴４３５０ａと関連するいくつかのテストベクタ（例えば  ４３５１と４３５２）が評価され、不充足となり、それにより車両４４２０がＦＯＶ内で移動したとの速い兆候を提供する。図４４Ｂの例示的な走査設計法は、を検証位置からの検証データに基づいてレーザーステアリングパラメータｓの第二のセット（例えば  ４３７０）を生成することができる。レーザーステアリングパラメータｓの第二のセットは車両４４２０を位置付け可能な高密度走査領域（例えば  ４４４０）を含むことができ、検証位置、検証領域のセットとルールの（例えば  ４３４０）セット更新のための基準を提供できる。図４４Ｂの実施例では、車両４４２５はレーザーレンジファインダー１１０に相対的に一定の位置を保ち、そのため関連するルール（例えば  ４３５０ｂ）が充足している。レーザーステアリングパラメータｓの第二のセットは、関連するルールが充足している場合、車両４４２５を囲むより低密度のレーザーパルスを生成することができる。例えば、走査領域４４５０はレーザーステアリングパラメータｓの第二のセットに応じて走査されるＦＯＶの一部にできる。走査領域４４５０は車両４４２５のいくつかの特徴と関連を持つことができ、検証データ（例えば  ４３３０）を評価するためにルールのセット４３４０のサブセット（例えば  ４３５０ｂ）と関連させることができる。したがって、ルールのセットのサブセット４３５０ｂが充足した時、レーザーステアリングパラメータｓの第二のセットは対応する走査領域４４５０に、より低密度のレーザー測距位置（例えば  レーザーパルス）を作り出すことができる。
【０２２６】
図４５Ａ―Ｅは例示的な実施例によるレーザー走査設計法の多様な様相を示す。図４５Ａと４５Ｂを参照すると、操縦可能なレーザアセンブリは一つまたはそれ以上のレーザー光をＦＯＶ４５２０内の進路４５０５と４５１０に沿って動的に操作できる。レーザー光はレーザーステアリングパラメータｓの第一のセットにより進路４５０５と４５１０に沿って進むよう操作が可能である。進路４５０５と４５１０は検証領域（例えば  図４５Ｂの内側境界４５３０と外側境界４５３５間の領域）にレーザー測距（例えば  個別のレーザーパルス）を実行するよう選択ができる。進路４５０５と４５１０は検証位置のセットからのレーザー反射データを生成するよう選択することができる。検証位置のセット（例えば図４５Ｂの４５４０ａと４５４０ｂを含む）は操縦可能なレーザアセンブリが走査をする前に正確にわかっていなくてもよい。しかしながら進路４５０５と４５１０は、初期にルールのセットを充足する確率の高い検証ポイントのセットを生成するように選択が可能である。図４５Ａ―Ｅの例では車両４５１５は左から右にＦＯＶ４５２０を横切って移動をしている。平均的または瞬間的な車両の速度は推測可能で、車両４５１５のその後予測される位置に基づいたルールのセットの充足が可能である、図４５Ｂの検証位置のセットからの検証データのセットを生成するために、進路４５０５と４５１０の選択が可能である。例えば、ルールのセットのテストベクタは、検証位置４５４０ｂの距離は車両４５１５のフロントバンパーまでの距離に一致するべきとする一方で、検証位置４５４０ａはより長い、車両を囲む背景と一致する距離であるべきとすることができる。したがって、ポイント４５４０ａと４５４０ｂに車両４５１５の境界と一致する距離に関して違いがある場合、テストベクタは充足できる。このようにして、レーザーステアリングパラメータｓの第一のセットは車両４５１５の予想される位置に基づいて検証位置の小さな最新のセット（例えば  １０００位置）を生成するよう修正される。そして、レーザーステアリングパラメータｓの第二のセットを用いてより大規模の走査を設計するよう対応するルールのセットが評価される。
【０２２７】
図４５Ｃでは車両４５１５が速度の変更をしている。したがって検証位置のセットに対応する検証データ（すなわち  車両の予想速度に基づいたもの）は多数の対応するルールを充足させることができない。例えば、ポイント４５４０と４５４０ｂ間の距離の差を必要とする先のテストベクタは充足されないであろう。検証位置のセットからの検証データの生成に先立ってテストベクタの取得が可能であり、テストベクタを充足しようとして後からいくつかの検証データのサブセットに適用されると理解できる。例えば、走査設計法の一つの実施例では、検証データの収集の前にルールのセットを取得し、検証位置のセットのサブセットのいずれか二つのレーザー測距位置が、一つまたはそれ以上のテストベクタを充足できるかどうかを後で判定することができる。例えば、車両４５１５のフロントバンパーでの距離の変化を規定するテストベクタは、車両の境界の内側と予想される検証領域からの第一の位置と車両の境界の外側と予想される検証領域からの第二の位置で数回にわたって評価され得る。
【０２２８】
図４５Ｄは密な方法（例えば  領域４５５０をより遅い速度でレーザー光描画、またはより高速のレーザーパルスの生成）で走査される走査領域４５５０を示す。走査領域４５５０はレーザーステアリングパラメータｓの第二のセットにより生成できる。走査領域４５５０は、図４５Ｃの検証位置のセット（例えば  ４５４０ａと４５４０ｂ）からのデータに適用されるルールのセット中の、特定の充足されないルールに対応ができる。このようにして、動的な操作により走査される検証位置の小さなセットが、後続する領域（例えば領域４５５０）の密なスキャンを部分的に決定できる。
【０２２９】
いくつかの実勢例の一つの様態では、走査領域４５５０は車両４５１５の位置と相関関係を持つことができ、それによって車両と関係する視野内の位置（すなわち  方向）を迅速に次々と走査できる。車両４５１５と関連するポイントを、均一な走査の過程でそれらのポイントを分散させるのではなく、集中的に走査することは走査データ上の車両の動きの影響を低下させる。これらの、視野内の移動する物体の走査と関連する動きの結果は、非動的に操作されるレーザー走査において位置エラーの大きな原因の一つである。例えば、車両４５１５が時速３０マイルで左から右へ視野を横切って移動していると考える。１０Ｈｚ（すなわち  １００ｍｓ）でＦＯＶの均一的走査を行う間に、車両４５１５は１．４メートル移動を完了する。この位置エラーは車両４５１５の正確な境界の推測を困難にする。提案される走査設計法の実施例では、部分的に検証データに基づいて車両に関連する位置のサブセットを特定し、それらを順次に走査することができる。そのため開示された手法の実施例は一般的にテストベクタの評価に基づいて移動する物体を特定することができ、それによって移動の結果（例えば  走査する物体の動きに起因する歪み）を低減するよう順番に走査位置のセットの測距を実行するようなレーザーステアリングパラメータｓの第二のセットを生成する。走査領域４５５０の外側の場所はより低密度のレーザー測距位置（例えば  ４５４０ｃ）で走査ができる。図４５Ｅは走査領域４５５０の高密度走査に続いて、新しく更新された検証位置のセット４５５０が生成される様子を示す。いくつかの実施例では、ルールのセットのそれぞれのルールを評価するために用いられた検証位置のサブセットを更新することで、更新された検証位置のセットからの検証データに多数の同じルールを適用できる。
【０２３０】
図４６Ａは、操縦可能なレーザアセンブリが均一なパターンにレーザー光を走査しＦＯＶ内に検証位置の１０ｘ１０格子を生成する簡潔な例を示す。１００の検証位置それぞれで測定された距離４６１０は、以前の走査（例えば  ２００，０００ポイントの大規模な走査）での同等の位置との比較が可能である。それぞれの検証位置（例えば  位置４６２０）の距離の変化は算出が可能で、後に続く非均一密度の走査においてレーザー走査位置を分散する指針として用いられる。例えば、検証位置４６２０は以前の走査に比較して距離の大きな変化を示し、したがって検証位置（例えば４６４０）がほとんど変化を示さない領域と比較してより高密度のレーザー測距を受ける。
【０２３１】
図４６Ｂは検証位置のセットに関して距離の変化が算出され、ルールのセットがより大規模な走査の指針に用いられるという、より簡潔な状況を示す。図４６Ｂでは、検証位置（例えば  検証位置４６２０）は、図４６Ａでの均一な操作と比較して動的な操作で走査される。図４６Ａと図４６Ｂの両方において検証データのセットは大規模な走査の前に少ない数の検証ポイント（例えば  図４６Ａでは１００そして図４６Ｂでは１１）から収集され、大規模な走査をより生産的に設計するために用いることができる。
【０２３２】
図４７は少なくとも一部の検証位置に基づいた、レーザー測距測定が非均一な空間分布であるレーザー測距の走査を生成する方法を示す。ステップ４７１０で、操縦可能なレーザアセンブリはレーザーステアリングパラメータｓの第一のセットにより視野内で一つまたはそれ以上のレーザー光を操作し、そしてそれにより検証位置のセットの検証データを生成する。
【０２３３】
検証データは検証位置のセットからの反射レーザー光の一つまたはそれ以上の様態に基づいている。ステップ４７２０で検証データはルールのセットにより処理され、それによりレーザーステアリングパラメータｓの第二のセットが生成される。ステップ４７３０で操縦可能なレーザアセンブリは、少なくとも一部はレーザーステアリングパラメータｓの第二のセットに基づいて少なくとも一つのレーザー光を動的に操作し、それによりレーザーパルスの走査のセットを生成する。
【０２３４】
図４８Ａは、レーザ測距走査（例えば  主走査）を実施するための方法４８００を示すが、このレーザ測距走査は、少なくとも一部は、テスト計測用位置のセットから得られたレーザ反射光の分析結果に基づいて空間上に不均一に分布するレーザ測距測定位置を走査する。ステップ４８０５において、テストを実施する機能のセットを選択する。ステップ４８１０において、テスト用の領域のセットを選択する。ステップ４８１５において第１のレーザーステアリングパラメータセットを選択する。ステップ４８２０においてレーザ光は前記第１のレーザーステアリングパラメータセットに従って動的に誘導され、テスト計測用位置のセットに対して、テスト用レーザパルスのセットを生成する。ステップ４８２５において、テスト計測用位置のセットから得られた１つまたは複数の反射光レーザパルスの属性に対応する、テストデータを得る。ステップ４８３０において、テストベクタのセットを選択する。ステップ４８３５で、テスト計測用位置のセットから得られた、前記テストデータに基づいて前記テストベクタのセットを評価し、それにより、テスト結果のセットを生成する。ステップ４８４０では、この後続くレーザ測距走査で、より高い密度の走査計測位置を有するように１つまたは複数の高密度走査領域を選択する。ステップ４８４５では、少なくとも一部は前記テスト結果のセットに基づいて、第２のレーザーステアリングパラメータセットを生成する。ステップ４８５０において前記レーザ光は前記第２のレーザーステアリングパラメータセットに従って動的に誘導され、それにより走査位置のセットに対して走査するレーザパルスのセットを生成する。ステップ４８５５では、前記テストを実施する機能のセット内容を更新する。ステップ４８６０では、前記テストベクタのセットを更新する。ステップ４８６５で、前記テスト用領域のセットを更新する。
【０２３５】
図４８Ｂは、レーザ測距走査（例えば主走査）を実施するための方法４８０２を示すが、このレーザ測距走査は、少なくとも一部は、テスト計測用位置のセットから得られたレーザ反射光の分析結果に基づいて空間上に不均一に分布するレーザ測距測定位置を走査する。方法４８００と比較して、方法４８０２は割り込みの条件が満たされたときに、主走査（すなわち、前記第２のレーザーステアリングパラメータセットに基づく走査）を一時中断するため、および、前記第１のレーザーステアリングパラメータセットに従って前記テスト計測用位置を再計測するために用いられる。それにより方法４８０２により、前記走査位置のセットを主走査する間にわたって、前記テスト計測用位置のセットの走査と計測を数回実施することが可能となる。例えば、方法４８０２は、あまり注意を引かない空間領域（例えば、人気のない道路）の走査過程の間に、定期的に重要地点を繰り返し見直し、テストベクタのセットを再評価することができる。従って、方法４８０２は、迅速に重要地点で発生する変化を識別しながら、多くの注意を引かない領域を含むＦＯＶ全体を走査して新たな重要な物体、地点の兆候を見つけるという競合する目的を実施する方法を提供する。１つの側面において、方法４８０２は包括的な主走査を実施する最中に、一方で、「単刀直入に」、重要な変化を見つけ出すという前記競合する目的を仲介する手段を提供する。
【０２３６】
ステップ４８５４において、割込みの条件が満たされ、既に進行中の主走査は一時中断する。この割込みの条件は割り込みタイマーによる数値の到達（例えば、タイマーによる割り込みの条件は２０ミリ秒毎に満たす）か、もしくは最後の一時中断からの走査地点数（例えば主走査中に、２０，０００走査パルス生成毎に割り込みを発生）とすることができる。さらに前記割り込みの条件は主走査中に得たデータの属性に基づく場合もある。例えば、主走査は前記第２のレーザーステアリングパラメータセットに従って、開始することができる。
【０２３７】
前記主走査中に得られる初期の測距データは、その前に実施した走査の測距データと比較してかなりの変化量を示すことがある。それにより、ステップ４８５４において、変動の測定結果に基づき、割込みの条件を満たした結果、方法４８０２で前記テスト用計測位置の再測定をすみやかに実施し、前記第２のレーザーステアリングパラメータセットの更新を行うようにする。
【０２３８】
ステップ４８４７において、評価後のテストベクタから得られるテスト結果のセットに基づいて前記第２のレーザーステアリングパラメータセットを更新することができる。ステップ４８５２において、視野の主走査は、前記第２のレーザーステアリングパラメータセットに基づいて開始または再開することができる。例えば、前記第２のレーザーステアリングパラメータセットは、図４４Ａ内の操縦可能なレーザアセンブリ１２０が動的に誘導されて走査する経路（例えば、図４５Ａ内の４５０５）を定義することができる。この全経路の走査を実施するのに５０ミリ秒かかるとする。ステップ４８５２において、最初の経路の２０％を走査した主走査は、ステップ４８５４で中断して、テスト計測用位置のセットからの最新のレーザ反射光を得る前に、前記第２のレーザーステアリングパラメータセットで定義された経路の走査を再開し、次の２０％の走査を終了することができる。
【０２３９】
自律自動車（例えば自動運転車）上に設置されるレーザ測距システムの１つの課題は遠方までレーザ測距を実施する必要性があることである。例えば、図４４Ａ内のレーザ測距システム１１０によって生成されたレーザパルスは、２００メートル離れた物体からの反射光を得るのに約１．３マイクロ秒かかる。従って、動的に誘導されないレーザは、毎秒７５万点の測距測定値しか生成できない。このような１０Ｈｚの走査速度（例えば、ＦＯＶ全体を毎秒１０回走査する）を有する動的に誘導されないレーザは、毎秒７５，０００回の測距測定値を生成するに過ぎない。
【０２４０】
方法４８０２は、最大測定距離２００ｍを維持しながら測距測定の数を増加させることができる。距離測定値が２００ｍまたはそれを超える反射を示す場合、方法４８０２はステップ４８５４で主走査を一時中断させることができる。方法４８０２は、前記テスト測定用位置セットから得たテストデータを再評価することができ、それにより、ステップ４８４７で第２のレーザーステアリングパラメータセットを更新して、レーザ光をより速く移動させることができ、結果、変更後の走査密度（例えば、より低い密度の）を有する測距測定位置を生成することができる。このようにして、方法４８０２（可変パルス発生率と組み合わす場合もある）は、前記主走査の速度を増減することができる。例えば、図４４Ａ内のシステム１１０は、主走査で１００ミリ秒以内に１０万の測定値の生成を目標とすることがきる。システム１１０の検知範囲の最端に存在する物体からの反射を得るのに、長時間がかかることがある。従って、方法４８０２は、予定時間より遅れた場合は、前記第２のレーザーステアリングパラメータセットを一時中断して変更することができる。
【０２４１】
図５は、走査プランニング方法のいくつかの実施形態を実行させるためのレーザーレンジファインダー５１０の構成要素を示す。システム１１０は、処理サブアセンブリ５１０と、操縦可能なレーザアセンブリサブアセンブリ５０５と、処理アセンブリと操縦可能なレーザーアセンブリをリンクするためのコミュニケーションリンク５３０を含めることができる。処理サブアセンブリ５２０は、１つまたは複数のプロセッサー（例えば、図内のセンサデータプロセッセー４７５）、イーサネット、ＲＳ４８５、光ファイバー、Ｗｉ―Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＣＡＮＢＵＳまたはＵＳＢトランシーバ等の１つまたは複数のトランシーバ（例えば、受信機４１５および送信機４７０を含む）を含めることができる。処理サブアセンブリ５２０はまた、図４７内の方法４７００，図４８Ａ内の方法４８００もしくは、図４８Ｂ内の方法４８０２の１つまたは複数の実施形態を実行するための命令の保存が可能な、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体（例えば、フラッシュメモリまたはハードディスクドライブ）を含めることができる。操縦可能なレーザアセンブリ５０５は、レーザーステアリングパラメータに基づいてＦＯＶ内の１つまたは複数の地点でレーザ光を誘導するために、１つまたは複数のレーザ発振器４２０およびレーザポジショナ４３０を含めることができる。レーザポジショナ４３０は、１つまたは複数の光遅延線、音響または熱ベースのレーザ誘導素子を含むことができる。電子制御された個体レーザ測距サブアセンブリでは、レーザポジショナは、レーザーステアリングパラメータに基づいて命令を受け取り、それによってレーザ光の対象となる部分を遅延させる（すなわち、レーザ光のコピー間に位相差を生成する）ように機能し、次いで、レーザ光の対象となる部分を組み合わせ、ＦＯＶ内のある方向に配置する出力ビームを形成する。機械式レーザポジショナ４３０は、レーザーステアリングパラメータに基づいて入力（例えば、ステッピングモータへのＰＷＭの入力）を受け取り、それによってミラーを操向してレーザをＦＯＶ内のある方向に配置できるようにするミラーおよびミラー配置構成要素とすることができる。操縦可能なレーザアセンブリ５０５はまた、図４Ａ内の反射検出装置４５０、飛行時間演算処理装置４５５および反射強度演算処理装置４６０のようなデータ収集構成要素５４０を含むことができる。操縦可能なレーザアセンブリ５０５は、１つまたは複数のイーサネット、ＲＳ４８５、光ファイバー、Ｗｉ―Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＣＡＮＢＵＳまたはＵＳＢトランシーバ等のトランシーバ（例えば、図４Ａ内の受信機４１５および送信機４７０を含む）を含めることができる。コミュニケーションリンク５３０は、有線接続（例えば、イーサネット、ＵＳＢまたは光ファイバケーブル）または無線接続でもよい。コミュニケーションリンク５３０は、処理サブアセンブリ５２０からのレーザーステアリングパラメータまたは同等の命令を操縦可能なレーザアセンブリ５０５に転送することができる。コミュニケーションリンクは、操縦可能なレーザアセンブリで得た距離データを処理サブアセンブリ５２０に転送することができる。
【０２４２】
操縦可能なレーザアセンブリ５０５へのリンクができるようになると、処理サブアセンブリ５２０は、本開示における、測距走査プランニング法の１つまたは複数の実施形態を実行することができる。具体的には、処理サブアセンブリ５１０により、第１のＴ１セットが生成し、操縦可能なレーザアセンブリ５０５に送信することができ、そこで前記第１のＴ１セットは、操縦可能なレーザアセンブリ５０５が視野内で、レーザ光を動的に誘導できるようにさせる、それによって視野内のテスト計測点用位置セットに対するレーザパルスのテストセットを生成する。第２に、処理サブアセンブリ５２０は、テスト計測用位置セットにおけるレーザパルスから得られる１つまたは複数の反射光の属性から構成される操縦可能なレーザアセンブリテストデータを受け取ることができる。第３に、処理サブアセンブリ５２０は、テストベクタのセットを選択することができ、テストベクタのセットを構成する各テストベクタは、評価することができる基準であり、テスト計測用地点のセットのサブセットから得られる１つもしくは複数の反射したレーザパルスの属性に基づいている。第４に、処理サブアセンブリ５２０は、少なくとも部分的にテストデータに基づいてテストベクタのセットを構成する各テスベクタを評価することができる、それによってテストベクタのセットに対応するテスト結果のセットを少なくとも部分的に生成することができる。最後に、処理サブアセンブリ５２０は、テスト結果のセットに基づいて第２のレーザーステアリングパラメータセットを生成することができ、これにより、操縦可能なレーザアセンブリに主走査を実行するように指示する、これには操縦可能なレーザアセンブリを用いて動的にレーザ光を誘導し少なくとも部分的にテスターベクタの結果に基づいて、不均等な間隔に配置された走査用のレーザパルスのセットを生成することを含む。
タイムオブフライトに基づく適応型レーザ走査プランニング
【０２４３】
ＬＩＤＡＲを適用できる成長分野は自律走行車である（例えば、自動走行車、自動走行トラック）。高速道路走行上の一般的な走行速度（例えば時速６５マイル）においては、車両前方２００ｍまでの距離測定値を提供する必要がある。ＬＩＤＡＲシステムの最大測定距離は、一部は図４Ａ内の反射光検出器４５０の感度及び一部はＬＩＤＡＲが許容できる反射光を受光するまでの時間によって決定される。最大測定距離２００ｍで設計されたＬＩＤＡＲは、レーザパルスが最大測定距離地点にある物体まで反射して、往復４００ｍの距離を進むのに、最大１．３マイクロ秒の間待機する必要がある。１組のレーザと検出器の組み合わせで、最大測定距離２００ｍの地点において、１秒間に最大７５万点の測定数を得ることができる。中には、複数のレーザと検出器のペアを使用して、各ペアを特定の水平角に焦点を合わせるように設置し、より多くの測定数を得るＬＩＤＡＲモデル（例えば、カリフォルニア州Ｍｏｒｇａｎ  Ｈｉｌｌを拠点とするＶｅｌｏｄｙｎｅ  ＬＩＤＡＲ社のＨＤＬ―６４Ｅ）もある。
【０２４４】
最大測定距離（例えば、２００ｍ）を維持しながら測定レート（例えばＦＯＶの１走査あたりの測定数）を増加させる別の方法として、周期レーザパルス列の代わりに不規則レーザパルス列を使用する方法がある。例えば、最大測定距離２００ｍで設計されたＬＩＤＡＲシステムは１．３マイクロ秒の最大パルス幅を有するが、最大測定距離よりも近い地点に位置する物体においては、照射されたレーザパルスの多くは、より早く反射することができる。従って、前記レーザは、ａ）１．３マイクロ秒毎、またはｂ）反射が検出された時の、どちらか小さい時点で、新しいレーザパルスを生成するように設定することができる。不規則レーザパルス列はＦＯＶ内のオブジェクトの配置に基づいてＬＩＤＡＲが確実に最低７５万回、最大未知数の測定数が得られるようにできる。これは改善ではあるが、不規則レーザパルス列を有するＬＩＤＡＲは、ＦＯＶ内の大部分に対象物体が存在しない領域の測定を実施するときには、依然として測定数が少なくなるという問題を抱える可能性がある。動的に誘導をしないＬＩＤＡＲ（例えば、一定の角速度を保って回転するＬＩＤＡＲ）はＦＯＶ内の所定の経路を走査し、ＦＯＶ内の大部分に対象物体が存在しない領域に直面する際、測定数が減少してしまう前記問題に対する解決法はほとんどない。
【０２４５】
動的に誘導可能なＬＩＤＡＲ（例えば、電子的に誘導可能なＬＩＤＡＲ）に関する最近の技術進歩により、ＦＯＶ内で動的に測定位置を分散配置させることが可能となった。例えばＦＯＶ内のある領域に対して、最大測定距離に近く、もしくはそれを超える反射を得た時、測定地点の密度を下げることができ、これによりＬＩＤＡＲが妥当な時間内（例えば、ターゲット時間）に走査を完了または、ＦＯＶ内の部分的もしくは全ての領域において、目標とする測定数の計測を達成することができるようになる。従って、動的な誘導は、ＬＩＤＡＲが確実にサービスレベル（例えば１秒当たりにＦＯＶを１０回走査する、もしくは１回の走査当たり最低１０万の測定値を得る）を維持するための基盤を提供する。
【０２４６】
動的に誘導ができないＬＩＤＡＲは、均一のサービスレベル（例えば、毎１００ミリ秒毎にＦＯＶを１回走査）を提供する。動的に誘導可能なＬＩＤＡＲは、費用対効果の高いハードウェアを動的に誘導することで、より低いコストで同等もしくは、より高いレベルのサービスを提供することができる。１つの実施形態では、レーザ測距走査を実施する方法を開示し、走査から得るタイムオブフライト計測値に基づいて、ターゲット時間内に走査を完了させるために、レーザの動的な誘導を適用した方法である。
【０２４７】
他の実施形態では、コンピュータを実装した方法により、ＦＯＶのある部分を測距走査するためのサービス基準を選択することができる。このサービル基準は、走査を完了するための時間ターゲットまたは走査で得る目標測定値数でも良い。前記方法は、レーザーステアリングパラメータセットに基づいてレーザ測距走行を開始することができる。走査開始後のある時点で、前記方法は、走査から得たタイムオブフライト測定値に基づいてレーザーステアリングパラメータセットを修正し、走査完了後にはサービスレベル基準を満たしているように、変更後のレーザーステアリングパラメータセットに従って走査を継続することがでる。
【０２４８】
さらに他の実施形態では、前記方法は、レーザーレンジファインダーによって提供されるサービスレベル（例えば、最大走査完了時間または最小測定値数）を示すサービス基準を選択することができ、また走査の完了基準（例えば、レーザが特定の経路を横切った時、もしくはＦＯＶの一部または全部領域の掃引が完了した時）も選択することができる。適応型レーザ走査プランニング方法では、レーザ走査全行程中において、レーザーステアリングパラメータの初期セットを変更することができる。これは、前記受け取る測距データに基づいて、レーザ走査が確実に完了基準を満たし、同時にある時点（例えば、ターゲット時間でもしくはその前で）でサービスレベル基準も満たすように変更するものとする。
【０２４９】
例示的な適応型ＬＩＤＡＲ（例えば、適応型レーザ走査プランニング法を実施するレーザーレンジファインダー）は、動的に誘導が可能であり、ＦＯＶの走査を完了するための時間ターゲットを有することができる。走査の過程で、適応型ＬＩＤＡＲは時間ターゲットを達成するために周辺からのタイムオブフライトデータに部分的に基づいて測定位置の分布を適応させることができる。例えば、ある適応型ＬＩＤＡＲは、ＦＯＶ（例えば、単一の仰角で方位角３６０度）を走査するために１００ｍｓの時間ターゲットを有することができる。走査の中間点（例えば、１８０度）で、前記適応型ＬＩＤＡＲは、時間ターゲットの達成に対して、予定より遅れていることを識別する。これは、最大測定時間（例えば、最長測定距離２００ｍに対応する１．３マイクロ秒）に近いかそれを超えて到着する反射光の原因となるＦＯＶの一部の領域に起因している場合がある。これにより、前記例示的な適応型ＬＩＤＡＲは、時間ターゲットを達成するために既に計画されていた、走査をしていない部分の測定位置の分布を変更することができる。
【０２５０】
多くのタスク（例えば、ビル建設または統一テストの終了）に関連して、完了基準およびサービスレベル基準が設定されることよくある。完了基準は、あるタスクが完了したかどうかを判断するテスト（たとえば、テストのすべての質問に回答していますか？）である。サービスレベル基準は、完了したタスクに関連するサービスレベルのテスト（例えば、割り当てられた時間内にテストが完了したか、または回答した質問のうち、少なくとも８０％は正解か？）である。
【０２５１】
動的に誘導可能なレーザーレンジファインダーは、不均一に分布した測定位置に基づいて、ＦＯＶの一部分に関して、インテリジェントで徹底的に精査を実施するために、動的にレーザ光を配置することができる。しかしながら、動的に誘導可能なレーザーレンジファインダーは、物体の境界や遠方にある物体の調査（例えば、長い測定時間を要する）に必要以上の時間がかかると、使用が制限され、その結果走査を完了しない（例えば、ＦＯＶの一部分の走査に失敗する）。走査を完了するのに時間がかかりすぎるためである。
【０２５２】
いくつかの実施形態では、コンピュータを実装した方法を提供する。この方法は、レーザ測距システムによって実行され、走査の全過程において、レーザーステアリングパラメータを修正し、走査が完了した時（例えば、完了基準を満たす）にサービスレベル基準を満たすように、以後の測定ポイントの分布を適応させることを可能とする。
【０２５３】
図４９を参照すると、レーザーレンジファインダー１１０はＦＯＶ４９１０内で動的にレーザ光を誘導できるよう動作可能にする操縦可能なレーザアセンブリ１２０を含む。適応型レーザ走査プランニング方法の１実施形態によれば、完了目標または基準を選択することができる（例えば、方位角を０度で開始し、完了目標は方位角１８０度までの経路の走査を終了させる）。またサービスレベル基準も選択することもできる、例えば走査は１００ミリ秒以内に完了もしくは測定値数１００，０００以上で完了するように選択することができる。さらにサービスレベル基準は最小要求密度を指定しておこなうこともできる（例えば、方位角および水平角面に対しての単位角度当たりの測定値数）。ＦＯＶ４９１０は、人物４９１５および車両４９２０などのいくつかの注意をひく物体を含む。前記注意をひく物体との間の空間には、レーダ反射が生じない大きな領域があり、それによってシステム１１０の性能は、返ってこない反射を待つことで、影響を受ける。適応型レーザ走査プランニング方法の実施形態に従って、レーザーレンジファインダー１１０は経路（例えば４９２５）に沿ってレーザ光を走査させ（４９２５）、それによって複数のレーザ測距測定値を生成することができる。動的に誘導可能な操縦可能なレーザアセンブリ１２０の性質を使用することで、高密度のレーザパルス（例えば、レーザパルス４９３０および４９４０）を有する領域および低密度のレーザパルス例えば４９３７を有する領域ができるようになる。レーザパルスは、動的に選択されたスポットサイズ（例えば、大きなスポットサイズ４９３５）を有することができる。適応型レーザ走査プランニング方法の特徴１つの例として、経路４９２５の特定の属性が走査の開始時には不明であることである（例えば、正確なレーザパルス密度、スポットサイズまたはパルスサイズ）。これらの属性は走査完了時にサービスレベル基準を満たしているよう適応的に選択される。例えば、走査中のある測定地点においての、正確なレーザパルス密度は、ターゲットの完了時間に対して走査が先行しているか、遅行しているかに基づいて選択することができる。
【０２５４】
グラフ４９４２は、走査開始から、経過時間に対する走査の進行（すなわち、開始時の方位角０度から完了時１８０度までのレーザ光の方位角位置）を示す。経過時間に対する走査の進行（すなわち、開始点０度から終了点まで１８０度スキャンするときのレーザ光の方位角位置）を示す。グラフ線４９４３は、完了基準（例えば、方位角１８０度に達する）が満たされた時に、サービスレベル基準（例えば、ターゲット時間４９４５以内で走査を実行）も満たされるようにＦＯＶを均一に走査したときの経過時間を示す。グラフ線４９４４は、サービスレベル基準を満たしつつ、走査を完了させるためにレーザーステアリングパラメータのセットを変更して、ＦＯＶを走査したときのレーザーレンジファインダー１１０の実際の性能を示す。走査は方位角４９４６で開始する。方位角４９４６と４９５０との間では、走査により車両を検知し、最初のＴ１のセットを使用して操縦可能なレーザアセンブリ１２０にレーザパルスの初期設定密度（例えば、レーザパルス４９３０）を生成するように指示する。経過時間４９５５において、ターゲット時間からわずかに遅れている（すなわち進行を示すグラフ線４９４４はグラフ線４９４３の上に位置している）。方位角４９５０と４９６０との間では、レーザパルスは、レーザーレンジファインダー１１０の最大測定距離内において、物体からの反射を受けない。従って、４９５０から４９６０間の範囲の測定時間は遅くなり、経過時間４９６５で示されるように走査はターゲット時間から、さらに遅れる。適応型レーザ走査プランニング方法の例では、レーザーステアリングパラメータセットの変更に応じて、経路４９２５に沿っての走査スピードを増加、方位角方向へのステップサイズの増加、スポットサイズの増加をはかる。速度およびステップサイズの増加は、中央領域４９３７における測定位置密度の減少に効果を有する。スポットサイズを大きくすることで、より多くのレーザエネルギーを照射でき、最大測定距離に近い物体からの反射の識別に役立つ。操縦可能なレーザアセンブリ１２０は変更後の前記レーザーステアリングパラメータのセットに従って、１つまたは複数のレーザ光を誘導し、方位角４９６０と４９７０との間では、走査は地点４９７５で予定よりも先行するように早く進む。方位角４９７０と完了角４９８０（例えば１８０度）間では、レーザーレンジファインダー１１０は別の注意をひく物体、人物４９１５を検知する。システム１１０は、走査は予定より先行し、走査完了前であることを識別し、従って、レーザーステアリングパラメータの２回目の変更を実施し、計測位置（例えば、レーザパルス４９４０）の密度を上げることができる。それによって、サービスレベル基準を満たしながら、走査を完了させることができる。
【０２５５】
別の実施形態では、レーザーステアリングパラメータのセットは、測距走査開始後、ターゲット時間に基づいて生成または変更することができる。例えば、レーザーステアリングパラメータは、１００ミリ秒で走査完了という、時間ターゲットに基づいて、最初は、高密度走査領域においては、角度範囲１度当たり１レーザパルスという密度を算出する。前記走査中に、前記レーザーレンジファインダーは走査が予定より遅行していることを識別すると、ターゲット時間内にレーザ測距走査を完了させるために、前記レーザーステアリングパラメータを変更して２度毎に１レーザパルスの照射の密度に設定し直すことができる。
【０２５６】
図５０は例示的な適応型レーザ走査プランニング方法５０００を示す。ステップ５０１０において、方法５０００が開始する。ステップ５０２０で、視野内の少なくとも一部の範囲をレーザ測距走査するためのサービス基準を選択する。ステップ５０２０で、走査の完了基準も選択することができる。サービスレベル基準の例として、走査を完了するためのターゲット時間、目標とする測定値数、目標とするレーザパルスの密度（例えば、ＦＯＶ内における単位角度当たりの測定値数）を含む。完了基準の例としては、経路の終点に到達すること（例えば、最初のレーザーステアリングパラメータのセットで定義された経路）、ＦＯＶ内の端点位置に到達すること、ＦＯＶ内の定義された範囲の走査の完了を含む。ステップ５０３０では、レーザーステアリングパラメータのセットを選択する。ステップ５０４０において、前記レーザーステアリングパラメータのセットに従って、操縦可能なレーザアセンブリで、少なくとも１つのレーザ光が動的に誘導され、それによって、視野内に最初のセットのレーザパルスを生成する。ステップ５０５０において、最初のロケーションのセットに対して１つまたは複数のレーザパルスから得られる１つまたは複数の反射光のタイムオブフライトを測定する。ステップ５０６０において、１つもしくは複数のレーザパルスから得られる１つもしくは複数の反射光に対応するタイムオブフライトに少なくとも部分的に基づいて前記レーザーステアリングパラメータセットの変更を行い、変更した前記レーザーステアリングパラメータセットはレーザ測距走査の完了時に確実にサービスレベル基準を満たすよう機能するものとする。ステップ５０７０において、変更した前記レーザーステアリングパラメータのセットに従って、操縦可能なレーザアセンブリで、少なくとも１つのレーザ光が動的に誘導され、それによって走査完了時には、サービスレベル基準を満たしているようにレーザ測距走査を完了する。
【０２５７】
上記の記載は多くの具体例を含んでいるが、これらはいずれの実施形態の範囲に対する制限として解釈されるべきではなく、その様々な、その実施形態の例示として解釈されるべきである。様々な実施形態の教示の範囲で、その他の多くの派生形態や変形形態が可能である。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその法的効力に基づいて定められるべきであり、説明した実施例によって定められるべきではない。
【０２５８】
本明細書で説明する、いずれの方法（ユーザーインターフェイスを含む）はソフトウェア、ハードウェアまたはファームウェアとして実装されてもよく、プロセッサーによって実行可能な命令のセットを記憶した非一時的コンピュータ可読記憶媒体（例えば、コンピュータ、タブレット、スマートフォンなど）として説明でき、プロセッサーによって実行されると、プロセッサーは、任意のステップを実行するように制御することができる。この任意のステップには表示、ユーザとの通信、解析、パラメータの変更（タイミング、周波数、強度などを含む）、決定、警告などが挙げられるが、これらに限定されない。
【０２５９】
ある機能または要素が、別の機能または要素の「上に」ある、と以下記載される場合、それは他の特徴または要素上に直接存在することができ、または介在する機能および／または要素も存在することができる。対照的に、ある機能または要素が別の機能または要素の「直接上にある」記載される場合、介在する機能または要素は存在しない。さらに、ある機能または要素が他の機能または要素に「接続された」、「取り付けられた」または「結合された」と記載される場合、それは他の機能または要素に直接的に接続、取り付け、または結合され得ること、もしくは介在する機能または要素が存在することも理解されるべきである。対照的にある機能または要素が他の機能または要素に「直接接続された」、「直接取り付けられた」または「直接結合された」と記載される場合、介在する機能または要素は存在しない。１つの実施形態に関して機能および要素が記載または図示されているが、そのように記載または図示された機能および要素は、他の実施形態にも適用することができる。
【０２６０】
当業者であれば、別の機能に「隣接して」配置される構造または機能の言及は、隣接する機能と重なるか、その根拠をなす部分を有してもよいことが理解されよう。本明細書で使用する用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。本明細書中で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上明らかに別の意味をしていると判断されない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書で、「含む」および／もしくは「含んでいる」という用語が使用される場合、記載された機能、工程、工程、要素および／もしくはコンポーネントを特定するが、１つまたは複数の他の機能、工程、操作、要素、コンポーネントおよび／もくはそのグループの存在または追加を排除しない。本明細書中で使用される場合、「および／または」という用語は、言及されている関連事項のそれぞれ、単独あるいはそれらあらゆる形態の組み合わせを含み、「／」と省略することができる。
【０２６１】
「下に」、「下向き」、「下方」、「上に」、「上向き」、「上方」などのような空間上の相対的な位置を表す用語は、図面に例示されているように、ある要素もしくは機能とその他の要素（複数可）もしくは機能（複数可）との関係を容易に説明するために用いられる。空間上の相対的な位置を表す用語は、図面に例示されている向きに加えて、使用中または動作中の装置の異なる向きが含まれるものとする。例えば、図面中の装置が反対向きになる場合、他の要素または機能の「下に」または「下向き」と記述された要素は、従ってその他の要素または機能の「上に」と反対に記述される。従って、例として記述した「下に」という用語は、上および下の両方向を含むことができる。この装置は、そうでない場合は他の方向に向いていてもよく（９０度回転または他の方向へ向く）、本明細書で記述される空間上の相対的な位置はそれに従って解釈される。同様に、特に記述がない限り、「上向き」、「下向き」、「垂直」、「水平」などの用語は説明の目的でのみ使用される。
【０２６２】
本明細書中において、様々な機能／要素（ステップを含む）を記述するにあたって「第１の」、「第２の」という用語を用いる場合があるが、特に記述がない限りこれらの機能／要素をその用語によって制限的に解釈すべきではない。これらの用語は、ある機能／要素を他の機能／要素から識別する目的で使われている。従って、以下の記述において第１の機能／要素は第２の機能／要素と言い換えることができ、また同様に第２の機能／要素は本発明の趣旨から離れることなく、第１の機能／要素と言い換えることができる。
【０２６３】
本明細書および以下に続く、特許請求の範囲を通して、文脈上明白に他の意味に解すべき場合を除き、「含む」およびその変形である「有する」や「含んでいる」という語は、様々なコンポーネントが方法や物品（例えば、装置および方法を含む組成物や装置の集合体）の中で一緒に使用できることを意味する。例えば、「含んでいる」という語は、記述された、いずれの要素もしくはステップを含むものであるが、他の要素もしくはステップを除外するものではないと理解される。
【０２６４】
一般に、本明細書に記載された装置および方法のいずれも包括的であると理解されるべきであるが、コンポーネントおよび／ステップのすべて、またはサブセットは代替的に排他的であっても良く、様々なコンポーネント、ステップ、サブコンポーネントまたはサブステップの「からなる」または「から実質的になる」と表現してもよい。
【０２６５】
実施例も含む、本明細書および特許請求の範囲で記述されている、すべての数字は特に明記しない限り、あたかも「約」や「おおよそ」という語句が、明確に記述されていない場合でも、数字の前についているように解釈することができる。「約」や「おおよそ」という語句は、記述された値および／または位置が、値および／または位置の予想される合理的な範囲にあることを示すために用いられる。例えば、ある値は記述された数値（もしくは数値の範囲）の＋／―０．１％の値、記述された数値＋／―２％（もしくは数値の範囲）、記述された数値（もしくは数値の範囲）の＋／―５％、記述された数値（もしくは数値の範囲）の＋／―１０％などの範囲の値を有してもよい。また、本明細書に記述される、いかなる数値は、文脈上明白に他の意味に解すべき場合を除き、約またはおおよその値を含むと理解されるべきである。例えば、値として「１０」が開示されている場合、「約１０」も開示される。本明細書に記載されているあらゆる数値範囲は、それらの範囲に包含されるすべての部分範囲を包含するものと理解すべきである。さらに、数値が開示されている場合、数値「以下」、数値「以上」そして数値間の可能性のある範囲もあわせて開示されるものと理解すべきである。例えば、値「Ｘ」が開示されている場合、Ｘ「以下」またはＸ「以上」（例えばＸは数値とする）も合わせて開示される。本出願全体を通して、データは多数の異なるフォーマットで提供され、このデータは終点、開始点およびデータポイントの任意の組合みあわせの範囲を表すものと理解すべきである。例えば、特定のデータポイント「１０」と特定のデータポイント「１５」が開示されている場合、１０と１５に対して、超過、以上、未満、以下、同等の数値そして、１０から１５の間の数値が開示されていると理解すべきである。さらに、２つの特定単位間の各単位も開示されていると理解されるべきである。例えば、１０と１５が開示されている場合、１１、１２、１３および１４も開示されている。
【０２６６】
以上、様々な実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、様々な実施形態に変更を加えることができる。例えば、様々な方法を説明したステップを実行する順序は、代替実施形態において変更されることが多く、別の代替実施形態においては、ひとつもしくは複数のステップが同時に省かれることもある。さまざまな装置およびシステム実施形態の任意選択の機能は、ある実施形態には含まれ、他の実施形態には含まれない場合がある。従って、前述の説明は、主に例示的な目的として提供され、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【０２６７】
本明細書に含まれる実施例および図は、本発明を実施することができる特定の実施形態を、限定するものではなく説明するものとして示す。上述したように、本開示の範囲から逸脱することなく、構造的および論理的な代替および変更が実施できるように、他の実施形態を利用したり、そこから導き出すことができる。本発明の主題のそのような実施形態は、便宜上かつ、２つ以上開示されている場合、任意の単一の発明または発明の概念に自発的に限定しようしないで、単に「発明」という用語によって個々にまたは集合的に、言及されてもよい。従って、本明細書では具体的な実施形態を例示し説明したが、同じ目的を達成するために計算された任意の構成を、例示した具体的な実施形態の代替として用いることができる。この開示は、様々な実施形態のすべての適応形または変形を包含することを意図している。上記実施形態、および本明細書に具体的に説明されていないその他の実施形態の組み合わせは上記の説明を検討することによって、当業者には明らかとなろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３６Ｃ】
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【図３７】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８Ａ】
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【図４８Ｂ】
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【図４９】
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【図５０】
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【国際調査報告】
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2019526056.tif 000074
2019526056.tif 000075
2019526056.tif 000076